ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 5x60MW Giáo viên hướng dẫn TRƯƠNG NGỌC MINH

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-1-
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế, nhu cầu sử dụng
điện năng trong các lĩnh vực giao thông, nông nghiệp, công nghiệp, sinh
hoạt tăng lên và đặc biệt là sự phát triển ngày càng nhiều các xí nghiệp
công nghiệp với nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn. Do vậy, đẩy nhanh việc
xây dựng các nhà máy điện là rất cần thiết.
Thiết kế một nhà máy điện nói chung với hệ thống là một vấn đề rất quan
trọng, nó sẽ nâng cao độ tin cậy cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ vì
chúng hỗ trợ nhau khi sự cố một nhà máy nào đấy. Đồng thời tăng thêm tính
ổn định của hệ thống và hạn chế số lượng máy phát dự trữ so với khi vận
hành độc lập.
Quá trình thiết kế không những củng cố lại những kiến thức đã được học
mà còn giúp đỡ em có thêm những hiểu biết chính xác và đầy đủ hơn về một
hệ thống điện nói chung cũng như một nhà máy nhiệt điện nói riêng.
Qua đây, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Trương
Ngọc Minh đã trực tiếp hướng dẫn em, cùng các thầy cô giáo, cán bộ trong
bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ trong bản thiết kế.
Hà Nội, Ngày tháng năm 2012
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Huệ
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-2-
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 7
I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 7

II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 8
II.1 Phụ tải địa phương (S
ĐP
) 8
II.2 Phụ tải điện áp trung 110kV (S
TA
) 9
II.3 Phụ tải toàn nhà máy (S
NM
) 10
II.4 Công suất tự dùng của nhà máy (S
TD
) 11
II.5 Cân bằng công suất và công suất phát lên hệ thống (S
HT
) 12
III. NHẬN XÉT 15
CHƯƠNG 2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA NHÀ MÁY 17
I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN 17
I.1 Phương án 1 18
I.2 Phương án 2 19
I.3 Phương án 3 21
I.4 Đánh giá sơ bộ các phương án 22
II. PHƯƠNG ÁN 1 22
II.1 Chọn máy biến áp 22
II.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 22
II.1.2 Máy biến áp B3 23
II.1.3 Máy biến áp B4 , B5 23
II.2 Phân bố công suất máy biến áp 23
II.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây 23

II.2.2 Máy biến áp liên lạc 24
II.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp 25
II.3.1 Quá tải bình thường 25
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-3-
II.3.2 Quá tải sự cố 25
II.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 27
II.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây 27
II.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 28
II.4.3 Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp phương án 1 30
II.5 Xác định dòng cưỡng bức 30
II.5.1 Cấp điện áp 220kV 30
II.5.2 Cấp điện áp 110kV 31
II.5.3 Cấp điện áp 10,5kV 31
III. PHƯƠNG ÁN 2 32
III.1 Chọn máy biến áp 32
III.1.1 Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 32
III.1.2 Máy biến áp B3, B4 , B5 32
III.2 Phân bố công suất máy biến áp 33
III.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây 33
III.2.2 Máy biến áp liên lạc 33
III.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp 34
III.3.1 Quá tải bình thường 34
III.3.2 Quá tải sự cố 34
III.4 Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 36
III.4.1 Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây 36
III.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu 37
III.4.3 Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp phương án 2 39
III.5 Xác định dòng cưỡng bức 39

III.5.1 Cấp điện áp 220kV 39
III.5.2 Cấp điện áp 110kV 39
III.5.3 Cấp điện áp 10,5kV 40
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH 41
I. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 41
II. CHỌN CÁC ĐIỂM TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 41
III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 43
III.1 Phương án 1 43
III.1.1 Tính điện kháng các phần tử 43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-4-
III.1.2 Sơ đồ điện kháng thay thế 45
III.1.3 Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 45
III.1.4 Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 48
III.1.5 Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 50
III.1.6 Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 53
III.1.7 Tính dòng ngắn mạch tại điểm N5 54
III.2 Phương án 2 56
III.2.1 Tính điện kháng các phần tử 56
III.2.2 Sơ đồ điện kháng thay thế 57
III.2.3 Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 57
III.2.4 Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 60
III.2.5 Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 63
III.2.6 Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 65
III.2.7 Tính dòng ngắn mạch tại điểm N5 66
IV. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY 67
IV.1 Phương án 1 67
IV.1.1 Chọn máy cắt điện 67
IV.1.2 Chọn sơ đồ nối điện chính 68

IV.2 Phương án 2 69
IV.2.1 Chọn máy cắt điện 69
IV.2.2 Chọn sơ đồ nối điện chính 70
CHƯƠNG 4 SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
TỐI ƯU 71
I. TÍNH KINH TẾ CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 71
I.1 Phương án 1 71
I.1.1 Tính vốn đầu tư 71
I.1.2 Tính phí tổn vận hành hàng năm 72
I.1.3 Chi phí tính toán 73
I.2 Phương án 2 74
I.2.1 Tính vốn đầu tư 74
I.2.2 Tính phí tổn vận hành hàng năm 75
I.2.3 Chi phí tính toán 75
II. SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 76
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-5-
CHƯƠNG 5 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY
QUA 77
I. CHỌN DAO CÁCH LY 77
II. CHỌN THANH DẪN CỨNG CHO MÁY PHÁT 78
II.1 Chọn tiết diện thanh dẫn cứng cho mạch máy phát 79
II.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt 80
II.1.2 Kiểm tra ổn định động 80
II.1.3 Xác định khoảng cách lớn nhất có thể giữa 2 miếng đệm 82
II.2 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng 82
II.2.1 Điều kiện chọn sứ 82
II.2.2 Kiểm tra ổn định động 83
III. CHỌN THANH DẪN MỀM 84

III.1 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220 kV 85
III.1.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 85
III.1.2 Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang 89
III.2 Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110 kV 90
III.2.1 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 90
III.2.2 Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang 92
IV. CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU) 93
IV.1 Chọn BU cho cấp điện áp máy phát 10,5kV 93
IV.2 Chọn BU cho cấp điện áp 110kV và 220kV 95
V. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI) 96
V.1 Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5kV 97
V.2 Chọn biến dòng cho cấp điện áp 110kV và 220kV 98
VI. CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 100
VI.1 Chọn cáp 100
VI.1.1 Chọn cáp đơn 100
VI.1.2 Chọn cáp kép 101
VI.2 Chọn máy cắt điện 102
VI.3 Chọn kháng điện 103
VII. CHỌN CHỐNG SÉT VAN 107
VII.1 Chọn chống sét van cho thanh góp cao và trung 107
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-6-
VII.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu 107
VII.3 Chọn chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây 108
CHƯƠNG 6 CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG 109
I. CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG 109
II. CHỌN THIẾT BỊ TỰ DÙNG 110
II.1 Chọn máy biến áp tự dùng 110
II.1.1 Máy biến áp tự dùng bậc 1 110

II.1.2 Máy biến áp dự phòng bậc 1 111
II.1.3 Máy biến áp tự dùng bậc 2 111
II.2 Chọn máy cắt điện và aptomat cho mạch tự dùng 112
II.2.1 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 10,5kV 112
II.2.2 Chọn máy cắt điện cấp điện áp 6,3kV 113
II.2.3 Chọn áptômát cấp điện áp 0,4kV 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO 115
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-7-
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CÔNG
SUẤT
Điện năng là dạng năng lượng không thể tích trữ với số lượng lớn, vì vậy
tính toán phụ tải và cân bằng công suất giữa hộ tiêu thụ và nhà máy phát điện
là công việc khởi đầu để thiết kế nhà máy điện.
Trong nhiệm vụ thiết kế, phụ tải hàng ngày của nhà máy gồm có: phụ tải
cấp điện áp máy phát (10kV), phụ tải trung áp (cấp 110kV) cho dưới dạng %
công suất tác dụng cực đại (P
max
) và hệ số công suất (cosϕ
tb
) của từng phụ tải
tương ứng. Dựa vào đó ta tính được phụ tải ở các cấp điện áp theo công thức
tổng quát:
(t)
(t)
tb
P
S
cos


=
với
(t)
(t) max
P %
P = .P
100
Trong đó:
 S
(t):
Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t và tính bằngMVA.
 P
(t)
%: Công suất tác dụng tại thời điểm t của phụ tải tính bằng % công
suất tác dụng cực đại hay định mức.
 P
max
: Công suất tác dụng cực đại hay định mức, tính bằng MW.
Quá trình tính toán được thực hiện như sau:
I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thiết kế là nhà máy nhiệt điện có công suất
tổng là 300 MW gồm 5 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 60MW.
Phụ tải ở đầu cực máy phát có U
đm
= 10kV cho nên để thuận tiện cho việc
cung cấp điện cho phụ tải này ta chọn kiểu máy phát TB-60-2.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-8-

Bảng 1.1. Thông số máy phát điện
Loại máy
phát
n
v/ph
S
đm
MVA
P
đm
MW
cosϕ
U
đm
kV
I
đm
kA
Điện kháng tương đối
định mức
X
d
’’
X
d
’
X
d
TBΦ-60-2
3000

75
60
0,8
10,5
4,125
0,146
0,22
1,691
II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Theo yêu cầu thiết kế nhà máy cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp:
10kV; 110kV và phát về hệ thống 220kV một lượng công suất còn lại (trừ tự
dùng). Công suất tiêu thụ ở các phụ tải được cho ở các bảng biến thiên phụ
tải trong ngày. Sau đây ta tính toán cho từng phụ tải như sau:
II.1 Phụ tải địa phương (S
ĐP
)
Các số liệu ban đầu: U
đm
= 10kV; P
max
= 10MW; cosϕ = 0,86
= = =
ϕ
max
max
P 10
S 11,63 MVA
cos 0,86
Từ bảng biến thiên phụ tải cấp điện áp máy phát ta tính được công suất phụ
tải theo thời gian trong ngày:

Bảng 1.2. Biến thiên phụ tải địa phương trong ngày
t(h)
Công suất
0 - 8
8 - 12
12 - 20
20 - 24
P(%)
70
80
100
90
P
ĐP
(t), MW
7
8
10
9
S
ĐP
(t),MVA
8,14
9,30
11,63
10,47
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-9-
Ta có đồ thị phụ tải:

8,14
9,30
11,63
10,47
0
4
8
12
16
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
SĐP(MVA)
t(h)
II.2 Phụ tải điện áp trung 110kV (S
TA
)
Các số liệu ban đầu: U
đm
= 110kV; P
max
= 140MW; cosϕ = 0,89
= = =
ϕ
max
max
P 140
S 157,3 MVA
cos 0,89
Từ bảng biến thiên phụ tải điện áp trung ta tính được công suất phụ tải theo
thời gian trong ngày:
Bảng 1.3. Biến thiên phụ tải trung áp trong ngày

t(h)
Công suất
0 - 8
8 - 12
12 - 18
18 - 20
20 - 24
P(%)
80
90
100
95
80
P
TA
(t),MW
112
126
140
133
112
S
TA
(t),MVA
125,84
141,57
157,30
149,44
125,84
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện

Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-10-
Ta có đồ thị phụ tải:
125,84
141,57
157,30
149,44
125,84
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
STA(MVA)
t(h)
II.3 Phụ tải toàn nhà máy (S
NM
)
Các số liệu ban đầu: U
đm
= 10kV; P
max
= 300MW; cosϕ = 0,8
= = =

ϕ
max
max
P 300
S 375 MVA
cos 0,8
Từ bảng biến thiên phụ tải toàn nhà máy ta tính được công suất phụ tải theo
thời gian trong ngày:
Bảng 1.4. Biến thiên phụ tải toàn nhà máy trong ngày
t(h)
Công suất
0 - 5
5 - 12
12 - 18
18 - 20
20 - 24
P(%)
80
85
90
100
75
P
NM
(t),MW
240
255
270
300
225

S
NM
(t),MVA
300,00
318,75
337,50
375,00
281,25
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-11-
Ta có đồ thị phụ tải:
300
318,75
337,5
375
281,25
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
SNM(MVA)
t(h)
II.4 Công suất tự dùng của nhà máy (S

TD
)
Các số liệu ban đầu: α = 6,7%; cosϕ = 0,8.
Với nhà máy nhiệt điện, có thể xác định phụ tải tự dùng theo biểu thức gần
đúng sau:
=α +
NM
TD NM
NM
S (t)
S (t) * S * (0,4 0,6 * )
S
Trong đó:
 S
TD
(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t
 S
NM
: công suất đặt của toàn nhà máy
 S
NM
(t): công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-12-
Bảng 1.5. Biến thiên phụ tải tự dùng của nhà máy trong ngày
t(h)
Công suất
0 - 5
5 - 12

12 - 18
18 - 20
20 - 24
S
NM
(t),MVA
300,00
318,75
337,50
375,00
281,25
S
TD
(t),MVA
22,11
22,86
23,62
25,13
21,36
Ta có đồ thị phụ tải:
22,11
22,86
23,62
25,13
21,36
0
5
10
15
20

25
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
STD(MVA)
t(h)
II.5 Cân bằng công suất và công suất phát lên hệ thống (S
HT
)
Với giả thiết bỏ qua tổn thất công suất máy biến áp ta có, công suất nhà máy
phát lên hệ thống như sau:
S
HT
= S
NM
- (S
ĐP
+ S
TA
+ S
TD
)
Trong đó:
 S
HT
: công suất nhà máy phát lên hệ thống, (MVA)
 S
NM
: công suất phát của nhà máy, (MVA)
 S
ĐP

: công suất tiêu thụ của phụ tải cấp điện áp máy phát, (MVA)
 S
TA
: công suất tiêu thụ của phụ tải trung áp, (MVA)
 S
TD
: công suất tự dùng của nhà máy, (MVA)
Thay các số liệu tại các thời điểm trong ngày vào công thức trên ta tính
được lượng công suất nhà máy phát về hệ thống. Tổng hợp các phụ tải và
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-13-
lượng công suất phát về hệ thống ta có bảng cân bằng công suất toàn nhà
máy.
Bảng 1.6. Cân bằng công suất của nhà máy và công suất phát lên hệ thống
t(h)
Công suất
0 - 5
5 - 8
8 - 12
12 - 18
18 - 20
20 - 24
S
NM
(MVA)
300
318,75
318,75
337,50

375
281,25
S
ĐP
(MVA)
8,14
8,14
9,30
11,63
11,63
10,47
S
TA
(MVA)
125,84
125,84
141,57
157,30
149,44
125,84
S
TD
(MVA)
22,11
22,86
22,86
23,62
25,13
21,36
S

HT
(MVA)
143,91
161,90
145,01
144,95
188,81
123,59
Ta có đồ thị phụ tải:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-14-
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-15-
III. NHẬN XÉT
Qua quá trình phân tích và tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và phụ tải toàn
nhà máy ta rút ra một số nhận xét sau:
- Nhà máy điện đủ khả năng cung cấp cho phụ tải ở các cấp điện áp, ngoài
ra còn phát công suất lên hệ thống.
- Tính chất của các phụ tải tại các cấp điện áp:
 Phụ tải địa phương (10kV):
S
ĐPmax
= 11,63MVA từ (12 – 20)h
S
ĐPmin
= 8,14MVA từ (0 – 8)h
 Phụ tải trung áp (110kV):
S

TAmax
= 157,3MVA từ (12 – 18)h
S
TAmin
= 125,84MVA từ (0 – 8)h và (20 – 24)h
 Phát lên hệ thống (220kV):
S
HTmax
= 188,81MVA từ (18 – 20)h
S
HTmin
= 123,59MVA từ (20 – 24)h
Do:
= = <
max
§P
§M MF
S 11,63
.100% .100% 7,75% 15%
2.S 2.75
Nên không cần dùng thanh góp điện áp máy phát. Vì vậy để cung cấp điện
cho phụ tải cấp điện áp máy phát, ta chỉ cần lấy ra từ đầu cực máy phát.
- Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta thấy phụ tải trung áp chiếm phần lớn công
suất do nhà máy phát ra do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải
này là rất quan trọng.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-16-
- Với dự trữ quay là 300MVA lớn hơn công suất từ nhà máy phát lên hệ
thống (S

HTmax
< S
dtHT
), do đó nếu bất cứ sự cố tổ máy phát hay máy biến
áp trong nhà máy cũng không ảnh hưởng đến sự làm việc ổn định của hệ
thống điện. Vì thế không cần kiểm tra sự làm việc ổn định của hệ thống
điện khi có sự cố trong nhà máy. Tuy nhiên, nhà máy cũng góp phần đảm
bảo tăng cường công suất dự phòng cho hệ thống với
S
HTmax
=188,81MVA.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-17-
CHƯƠNG 2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA NHÀ MÁY
I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một bước cơ bản và
quan trọng để xây dựng sơ đồ nối điện chi tiết của toàn nhà máy. Do đó, các
phương án đưa ra vừa phải hợp lý về cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp
điện áp vừa phải khác nhau về số lượng và dung lượng của các máy biến áp
đấu vào cùng một cấp điện áp.
Các nguyên tắc lựa chọn sơ đồ nối điện:
- Đây là nhà máy nhiệt điện, phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ nên không
cần dùng thanh góp cấp điện áp máy phát. Phụ tải địa phương (S
ĐP
) và tự
dùng (S
TD
) lấy từ đầu cực máy phát.
- Do các cấp điện 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt

khác hệ số có lợi:
C T
C
U -U 220-110
α= = =0.5
U 220
nên ta dùng máy biến áp tự
ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để
truyền tải công suất lên hệ thống.
- Sử dụng số lượng bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây phía trung sao
cho tương ứng với công suất phụ tải tập trung cấp trung.
Do S
TAmax
/S
TAmin
= 157,3/125,84 mà S
đmF
= 75MVA, cho nên cần ghép từ
2 đến 3 bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp.
- Ghép số bộ máy phát - máy biến áp ở bên cao cùng với công suất cấp từ
máy biến áp liên lạc tương ứng với công suất yêu cầu bên cao.
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-18-
I.1 Phương án 1
Hình 2.1 Sơ đồ nối điện Phương án 1
Nhận xét:
- Phương án 1 có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên
thanh góp 110kV.

- Phía thanh góp 220kV có đấu thêm một bộ máy phát điện - máy biến áp 2
cuộn dây. Phía thanh góp 110kV được nối với 2 bộ máy phát điện - máy
biến áp hai cuộn d.ây
- Phụ tải địa phương được cung cấp điện từ phía hạ của máy biến áp liên
lạc.
TD
TD
TD
Đ
P
Đ
P
HT
220kV
110kV
B1
B2
B4
B3
F2
F4
F3
F1
F5
B5
STA
TD
S
S
S

S
S
S
S
TD
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-19-
Ưu điểm:
- Có một máy biến áp bộ bên cao áp, các máy biến áp 110kV có giá thành
thấp hơn giá máy biến áp 220kV.
- Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Nhược điểm:
- Tổn thất công suất lớn khi S
TAmin
(do có một phần công suất
truyền từ phía cao sang qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu
gây tổn thất qua 2 lần máy biến áp).
- Phương án này sử dụng 3 chủng loại máy biến áp nên giá thành sẽ
cao hơn.
I.2 Phương án 2
Hình 2.2 Sơ đồ nối điện Phương án 2
TD
TD
TD
Đ
P
Đ
P
S

TD
F3
B3
HT
220KV
110KV
B1
B2
B4
F2
F4
F1
F5
B5
STA
S
S
S
S
S
S
TD
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-20-
Nhận xét:
- Phương án 2, phía cao áp thanh góp 220kV bố trí 2 máy phát điện ghép
với 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc.
- Phía trung áp thanh góp 110kV được nối với 3 bộ máy phát điện - máy
biến áp ba pha hai cuộn dây.

- Phụ tải địa phương được cung cấp điện từ phía hạ của máy biến áp liên
lạc.
Ưu điểm:
- Chỉ sử dụng 2 chủng loại máy biến áp thuận tiện trong vận hành bảo
dưỡng sửa chữa nên vốn đầu tư giảm.
- Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Nhược điểm:
Khi phụ tải trung áp cực tiểu (S
TAmin
), nếu các bộ máy phát – máy biến áp hai
cuộn dây bên trung làm việc định mức, sẽ có một phần công suất từ bên
trung truyền sang qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu phát lên hệ thống
gây tổn thất qua 2 lần máy biến áp.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-21-
I.3 Phương án 3
Hình 2.3 Sơ đồ nối điện Phương án 3
Nhận xét:
- Ghép ba bộ máy phát điện - máy biến áp vào thanh góp phía cao còn phía
trung ghép 2 bộ , hai máy biến áp tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên lạc giữa
hai bên cao và trung còn cung cấp cho phụ tải địa phương.
- Phụ tải địa phương S
ĐP
được cung cấp điện từ hai máy biến áp tự ngẫu.
Ưu điểm:
- Nếu trào lưu công suất trao đổi giữa bên cao và bên trung thấp thì tổn thất
công suất sẽ thấp.
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải .
Nhược điểm:

TD
TD
Đ
P
S
TD
TD
S
F1
F2
B1
B2
HT
220kV
110kV
B6
B7
B4
B3
F4
F3
F5
B5
STA
TD
S
S
S
S
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện

Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-22-
Toàn bộ thiết bị phân phối phức tạp; có nhiều máy biến áp nên vốn đầu tư sẽ
tăng lên.
I.4 Đánh giá sơ bộ các phương án
Qua phân tích sơ bộ 3 phương án nêu trên ta thấy phương án 1 và 2 có nhiều
ưu điểm hơn phương án 3 (do phương án 3 có vốn đầu tư cao, lại phức tạp và
khó khăn trong việc thiết kế và vận hành). Do đó ta loại bỏ phương án 3, giữ
lại hai phương án 1 và 2 để tiếp tục tính toán so sánh nhằm chọn ra phương
án tối ưu cho nhà máy thiết kế.
II. PHƯƠNG ÁN 1
II.1 Chọn máy biến áp
II.1.1
Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2
Máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 (máy biến áp liên lạc) được chọn theo điều
kiện sau:
≥ = =
α
dmTN Fdm
1 1
S S * 75 150
0,5
MVA
Trong đó:
α: Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)
Tra bảng ta chọn máy biến áp tự ngẫu có kí hiệu và các thông số như sau:
Bảng 2.1. Thông số máy biến áp tự ngẫu B1 & B2 của phương án 1
Loại
MBA
S

đm
MVA
Điện áp cuộn dây
kV
0
P∆
kW
T-NC
P∆
kW
U
N
%
I
0
%
ATДЦTH
160
C
T
H
85
380
C-T
C-H
T-H
0,5
242
121
11

11
32
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-23-
II.1.2
Máy biến áp B3
Máy biến áp B3 (phía 220kV) có công suất được chọn theo điều kiện sau:
S
B3đm
≥ S
Fđm
= 75MVA
Bảng 2.2. Thông số máy biến áp 2 cuộn dây B3 của phương án 1
Loại
MBA
S
đm
MVA
U
C
kV
U
H
kV
U
N
%
I

0
%
0
P∆
kW
N
P∆
kW
TДЦ
80
242
10,5
11
0,6
80
320
II.1.3
Máy biến áp B4 , B5
Máy biến áp B4 & B5 (phía 110kV) có công suất được chọn theo điều kiện
sau:
S
B4đm
= S
B5đm
≥ S
Fđm
= 75MVA
Bảng 2.3. Thông số máy biến áp 2 cuộn dây B4 & B5 của phương án 1
Loại
MBA

S
đm
MVA
U
C
kV
U
H
kV
U
N
%
I
0
%
0
P∆
kW
N
P∆
kW
TДЦ
80
121
10,5
10,5
0,55
70
310
II.2 Phân bố công suất máy biến áp

II.2.1
Máy biến áp 2 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:
B3 B4 B5 Fdm TDmax
1 1
S =S =S =S - S =75 - *25,13 = 69,98MVA
5 5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-24-
II.2.2
Máy biến áp liên lạc
Công suất truyền tải trên các cuộn dây của các máy biến áp B1 & B2 được
tính như sau:
- Cuộn cao: S
CC
=
2
1
[S
HT
(t) – S
B3
]
- Cuộn trung: S
CT
=
2

1
[S
TA
(t) - S
B4
- S
B5
]
- Cuộn hạ: S
CH
= S
CC
+ S
CT
Dựa vào kết quả công suất phụ tải bên trung áp & công suất phát về hệ
thống ta có bảng phân bố công suất cho các máy biến áp như sau:
Bảng 2.4. Phân bố công suất các máy biến áp của phương án 1
t(h)
Công suất
0 - 5
5 - 8
8 - 12
12 - 18
18 - 20
20 - 24
S
TA
125,84
125,84
141,57

157,30
149,44
125,84
S
HT
143,91
161,90
145,01
144,95
188,81
123,59
S
B3
=S
B4
=S
B5
69,98
69,98
69,98
69,98
69,98
69,98
S
CC
(t)
36,97
45,96
37,52
37,49

59,42
26,81
S
CT
(t)
-7,05
-7,05
0,81
8,68
4,74
-7,05
S
CH
(t)
29,91
38,91
38,33
46,16
64,16
19,75
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy điện
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Huệ Lớp: TC Deltipos
-25-
II.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp
II.3.1
Quá tải bình thường
a. Máy biến áp 2 cuộn dây:
S
B3
= S

B4
= S
B5
=
Fdm TDmax
1 1
S - S = 75 - *25,13 = 69,98
5 5
MVA < 80MVA
Như vậy, ở điều kiện thường các máy biến áp 2 cuộn dây làm việc không bị
quá tải.
b. Máy biến áp tự ngẫu:
S
đmB1
= S
đmB2
= 160MVA >
α
1
S
CHmax
=
1
0,5
* 68,91= 137,81MVA
Như vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu
không bị quá tải.
II.3.2
Quá tải sự cố
Do phụ tải phía trung áp (110kV) chiếm phần lớn công suất, do đó xem xét

máy biến áp tự ngẫu có bị quá tải hay không trong trường hợp nguy hiểm
nhất khi S
TAmax
= 157,30MVA.
a. Sự cố một bộ máy phát + máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp:
Giả thiết sự cố máy biến áp B5:
- Phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu (B1 & B2):
 Công suất cuộn trung áp:
S
CTB1
= S
CTB2
=
TAmax B4
S - S 157,30 - 69,98
= = 43,66
2 2
MVA
 Công suất cuộn hạ:
S
CHB1
=S
CHB2
=S
đmF
TDmax
S
-
5
DP

1 25,13 11,63
- S =75- - =64,16
2 5 2
MVA