Đồ án tốt nghiệp - Nhà máy thủy điện potx

TRƯỜNG………………
KHOA……………


BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:



Nhà máy thủy điện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

0
LỜI NÓI ĐẦU

Năng lượng theo cách nhìn là vô tận. Tuy nhiên nguồn năng lượng
mà còn người có thể khai thác hiện nay đang trở lên khan hiếm và trở thành
một vấn đề lớn trên thế giới. Đó là bởi vì để có năng lượng dùng ở các hộ
tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác,
chế biến vận chuyển và phân phối. Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí
v
ề tài chính, kỹ thuật và các ràng buộc xã hội. Hiệu suất các công đoạn kể
từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng nói chung là thấp. Vì vậy đề
ra, lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng lượng từ nguồn
năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối để đát hiệu quả kinh tế cao nhất và
cũng là nhiệ
m vụ của con người chúng ta.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các
nhà máy điện, mạng điện và các tiêu thụ điện. Trong đó các nhà máy điện
có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như than đa, dầu, khí đốt, thuỷ

năng… thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng
điện năng được sản xuất
hàng năng bởi các nhà máy nhiệt điện… thì việc củng cố xây dựng và dựng
mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu đối với giai đoạn phát
triển hiện nay.
Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện không chỉ
là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện v
ề mặt kiến thức đối với
mỗi sinh viên ngành hệ thống điện trước khi đi vào thực tế làm việc.
Với yêu cầu như vậy đồ án tốt nghiệp được hoàn thành với nội dung
gồm 6 chương, các chương này trình bày toàn bộ quá trình tính toán từ
chọn máy phát điện, tính toán công suất phụ tải các cấp điện áp, cân bằng
công suất toàn nhà máy đề ra các phương án nối điện, tính toán kinh tế - k
ỹ
thuật, so sánh lựa chọn phương án tối ưu và chọn các khí cụ điện cho
phương án đã lựa chọn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

1
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Chất lượng điện năng là 1 yêu cầu quan trọng của phụ tải. Để đảm bảo
chất lượng điện năng tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát ra
phải hoàn toàn cân bằng với điện năng tiêu thụ ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn
thất điện năng. Vì điện năng ít có khả năng tích lu
ỹ lên việc cân bằng công
suất trong hệ thống điện là rất quan trọng.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay
đổi. Việc nắm được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là

rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào đồ thị phụ tải mà
ta có thể lự
a chọn được những phương án nối điện hợp lý. Dảm bảo được
các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài
ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép đúng công suất mà MBA và phân bố
tối ưu công suất giũa các tổ máy phát điện trong cùng 1 nhà máy và phân
bố công suất giữa các nhà máy với nhau.
1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy thuỷ điện gồm 4 tổ máy mỗi tổ máy có
P =50 MW
Chọn máy phát điện đồng bộ có các thông số sau :
Loại máy
phát
Thông số định mức Điện kháng tương đương
n
v/ph
s
MVA
p
MW
U
KV
cosφ I
KA
X”
d
X’
d
X
d

TB Ф-50-2 3000 62,5 50 10,5 0,8 5.73 0,135 0,3 1,84
1-2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Điện năng là một dạng năng lượng không dự trữ được nên việc sản
suất và tiêu thụ phải luôn cân bằng để đảm bảo chất lượng điện năng do
nhà máy sản xuất ra, phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải và
điện năng do tổn thất.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

2
Hiên nay điện năng tiêu thụ của phụ tải là luôn luôn thay đổi ,vì vậy ta
phải biết được biểu đồ phụ tải rồi từ đó có thể chọn các phương án vận
hành hợp lý nhằm đảm bảo độ tin cậy của việc cung cấp điện va các chỉ
tiêu kinh tế kĩ thuật khác .
Do đó phải tính toán phụ tải và cân bằng công suất la nhiệm vụ thiết yế
u
khi thiết kế nhà máy điện.

Từ bảng biến thiên phụ tải ở các cấp điện áp và hệ số cosφ đã cho ở trên ta
xác định được công suất phụ tải ở từng thời điểm khác nhau.
Theo công thức
tb
PPt
tS
.cos.100
max%.
)(
ϕ
=

Trong đó :
S(t):Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA)
P
max
:Công suất tác dụng cực đại của phụ tải (MW)
Cosφ
tb
: Hệ số cosφ trung bình của phụ tải

a) Phụ tải của nhà máy :
Nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện có tổng công suất định mức là
P
NMđm
=200 MW cung cấp cho phụ tải và tự dùng với hệ số cosφ=0,85
- Phụ tải nhà máy tại từng thời điểm được xác đinh theo công thức :
S
NM (t)
=
ϕ
cos100
%*.
x
PP
dmMNMN

Trong đó
S
NM(t)
: Công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t
P

NM%
: Công suất tác dụng của nhà máy tính theo
phần trăm tại thời điểm t (MW)
P
NMđm
:Công suất định mức của nhà máy ( MW)
Cosφ :Hệ số công suất của nhà máy
khi P
NM
%=80% ta có
8,0x100
200x80
S
)t(M.N
=

kết qủa tính toán ở bảng 1-a và đồ thị 1-a
B ảng 1-a


Giờ
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
P
NM
%
80 80 80 80 90 90 100 100 90 90 80
S
NM
200 200 200 200 225 225 250 250 225 225 200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

3


đồ thị 1-a
S
NM
(MVA)








0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t(h)
b. Phụ tải tự dùng của nhà máy .
Để cho các tổ máy hoạt động bình thường thì phần điện tự dùng la
rât quan trọng , ở nhà máy nhiệt điện thì khoảng 40% công suất tự dùng là
cố định còn 60% là thay đổi theo phụ tải .Việc xác định phụ tải tự dùng của
nhà máy theo công thức :
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+

ϕ
α
=
dm.M.N
M.NNM
TD
S
)t(S
.6,04,0
Cos.100
P%.
)t(S
Trong đó :
S
TD
(t) : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)
S
NMđm
: Công suất định mức của toàn nhà máy (MVA)
62,5 x 4=250




S
NM
: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t (MVA)
225 225
200 200
250

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

4
α% : Số phần trăm tự dùng α%=8%
Khi S
NM
(t)=200 (MVA)
)MVA(17,17
250
200
x6,04,0
82,0x100
200x8
S
TD
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+=

Kết qủa tính toán cho ở bảng 1-b và đồ thị 1-b

Giờ
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
NM

(t
)
200 200 200 200 225 225 250 250 225 225 200
S
TD
17,17 17,17 17,17 17,17 19,32 19,32 21,46 21,46 19,32 19,32 17,17


đồ thị 1-b
S
TD
(MVA)









0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)

c. Phụ tải điện áp máy phát
Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải điện áp máy phát gồm
3 đường dây kép,mỗi đường dây là 3MW dài 3 Km
4 đường dây đơn, mỗi đường dây là 2MW dài 3 Km
Điện áp máy phát (phụ tải địa phương ) tại từng thời điểm được tính
19,32 19,32
21,46

17,17 17,17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

5
ϕ
=
cos
P
x
100
p
S
maxdPdP
)t(DP

Trong đó :
S
dP(t)
: Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t (MVA)
P
dPmax
: Phụ tải địa phương cực đại (MW)
P
dP max
= 17(MW)
P
dP%
: Phụ tải địa phương tính theo % so với P
dP max
*cosφ =0,86

Khi P
dP
= 70%
P
F
(t)=
MW9,1117.
100
70
P.
100
%P
max
==

)MVA(84,13
86,0
17
*
100
70
cos
P
*
100
p
S
maxdPdP
)t(DP
==

ϕ
=

Kết quả tính toán ở bảng 1-c và đồ thị 1-
Giờ
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
dP
%
80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80
S
dP
(t)
15,82 15,82 15,82 13,84 13,84 15,82 17,79 17,79 17,79 17,79 15,82
P
F
(t) 13,6 13,6 13,6 11.9 11.9 13,6 15,3 17 15,3 15,3 13,6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

6
đồ thị 1-c
S
D

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)


d. Phụ tải trung áp 110 KV
Phụ tải trung áp với P
max
=90MW, cosφ=0,84
Gồm 1 đường dây kép 60(MW) và một đường dây đơn là 30 (MW)
Phụ tải trung áp tại từng thời điểm được tính theo công thức
ϕ
=
cosx100
xP%P
)t(S
maxT
T

Trong đó :
S
T
(t) : Phụ tải trung áp tại thời điểm t(MVW)
P
Tmax
: Phụ tải cực đại điện áp trung áp
P

T
% : Phụ tải trung áp tính theo % với P
Tmax
cosφ= 0,84
Khi P
T
%=80 ;
)MVA(71,85
84,0
90
x
100
80
)t(S
T
==

Kết quả tính toán cho ở bảng 1-d và đồ thị 1-d
Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
đp
90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
19,77
17,79 17,79
15,82 15,82
13,84

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

7

%
S
T(t)
96,42 96,42 85,71 85,71 96,42 96,42 107,14 96,42 96,42 85,71 85,71

đồ thị 1-d
S
T(t)






0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
e. Công suất của hệ thống
S
VHT(t)
= S
NM(t)
- (S
TD
+S
ĐP
+S
t
)
Khi t=0-4h

S

VHT(t)
= 200-(17,17+15,82+96,42)=70,59(MVA)
Kết quả tính toán cho ở bảng 1-e và đồ thị 1-e
Bảng 1-e


Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
NM
200 200 200 200 225 225 250 250 225 225 200
S
Đp
15,82 15,82 15,82 13,84 13,84 15,82 17,79 17,79 17,79 17,79 15,82
S
TD
17,17 17,17 17,17 17,17 19,32 19,32 21,46 21,46 19,32 19,32 17,17
S
T(t)
96,42 96,42 85,71 85,71 96,42 96,42 107,14 96,42 96,42 85,71 85,71
S
VHT(t
)
70,59 70,59 81,30 83,28 95,42 93,44 103,61 122,35 91,47 102,18 81,30

g.
công suất của thanh góp

S
TGcao
=S

VHT(t)

107,14
96,42 96,42 96,42
85,71 85,71
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

9
Sơ đồ phụ tải toàn nhà máy

1.3. CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Đây là nhiệm vụ chính trong thiết kế nhà máy điện
Một phương án nối dây được coi là tối ưu khi phương án đó đáp ứng
được nhiều yêu cầu như sơ đồ đơn giản linh hoạt, làm việc tin cậy. Kinh tế
và an toàn
Để đáp ứng các yêu cầu trên phương án nối dây phải dựa trên cơ sở
1. Phụ tải địa phương
S
ĐPmax
= 19,77
S
ĐPmin
= 13,84
S
VHT
(MVA)
t(h)
S
ĐP
+
HT
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
S
T

S
TD

S

ĐP
+ S
TD

+ S
VHT
+ S
T
+S
MN

S
ĐP
+ S
TD


S
ĐP


15,82

13,84

15,82

17,79

19,77

17,79

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

10
S
F
= 62,5MVA
⇒
100.
5,62
77,19
100.
S
S
F
maxDP
=
= 31,63%
Công suất địa phương cực đại (S
ĐPmax
)=31,63% công suất định mức
phát (S
dmF
) cần có thời gian U
F
.
Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị
trí nhà máy địa bàn phụ tải nguồn nhiên liệu riêng về phần điện nhà

máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở cấp điện áp sẵn có.
2. Số lượng máy phát ghép vào thanh góp, điện áp máy phát
Được chọn sao cho khi sự cố 1 tổ máy phát thì các toỏ máy còn lại
vẫn đủ điện câp cho phụ tải. Do đó ta đặt ít nhất là hai máy phát len thanh
góp điện áp máy phát.
3. Để liên lạc giũa các cấp điện áp ta dùng máy biến áp tự ngẫu
vì lưới cao áp và trung áp là lưới trung tính trực tiếp nối đất:

α: Hệ số có lợi (
5,0
220
110220
U
UU
C
TC
=
−
=
−
=α
)
Do đó ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện
áp
4. Phụ tải trung áp
S
Tmax
= 107,14MVA; S
Tmin
=85,71MVA, S

VF
= 62,5MVA
S
T
=
71,85
14,107
=1,25 MVA
Do đó ta ghép 1 đến hai bộ
μF-MBA hai cuộn dây và thanh góp trung





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

11


a. Phương án 1

b. Phương án 2








F3
B3
B2
B1
HT
10,5K
220KV
∼
110KV


F1
F2
F4

∼

∼

∼
B4

HT
220KV
∼
110KV


F1 F2
F3
B1
B2
∼


∼


∼
B3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

12
Phương án 3.

NHẬN XÉT CHUNG
:

a) Phương án 1
Có hai máy biến áp bộ bên trong do vậy khi S
T

min
công suất của F
3
, F
4
,
phải truyền qua hai lần MVA.Gây ra tổn thất điện năng lớn. Tuy vậy
phương án này đảm bảo cung cấp cho phụ tải ở các cấp điện áp số chủng
loại MBA ít vận hành và sửa chữa thuận tiện linh hoạt và khá đơn giản.
b) Phương án 2
Bố trí máy phát μF- MBA cân đối với phụ tải số lượng máy biến áp ít do
đó vận hành dễ nhưng so với phương án 1 thì có nhược điểm thiết bị phân

phối điện áp máy phức tạp, có số lượng máy biến áp giảm so với các
phương án trước.
c)
phương án 3
F
3
HT
220K




∼
11
0
K

F
1
F
2
F
4
B
1
B
2

∼

∼

∼


B
3
B
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

13
Phương án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp
.Nhưng so với phương án 1 thì có nhược điểm là máy biến áp phía cao đắt
tiền hơn và phải sử dụng đến 3 loại máy biến áp nhưng lại tránh được công
suất tải qua hai lần máy biến áp khi phụ tải trung áp cực tiểu cuối cùng ta
thấy phương án 1 và hai có nhiều ưu điểm hơn ta giữ l
ại để so sánh kinh tế
kỹ thuật.








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

14

CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Trong nhà máy điện, máy biến áp là một thiết bị quan trọng nó đảm
bảo sự cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời nó ảnh hưởng tói chỉ tiêu kinh
tế của nhà máy. Điện năng được sản xuất tại nhà máy điện được truyền tải
để cugn cấp cho phụ tải phải thường phải qua nhiếu biến đổi bằng các máy
biến áp. Do đó tổn th
ất điện năng trong các loại máy biến áp rất lớn dẫn
đến làm giảm chát lượng điện năng và làm tăng gía thành vận hành hàng
năm. Vì vậy khi thiết kế lựa chọn máy biến áp cho nhà máy cần phải thực
hiện một cách kỹ lưỡng và cân nhắc thận trọng trong các máy biến áp được
chọn phải đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật.
Máy biến áp được chọn theo các đ
iều kiện sau :
Chọn máy biến áp bộ :
Các máy biến áp bộ là các máy biến áp hai dây quấn không cần điều chỉnh
dưới tải. Vì với bộ máy phát – máy biến áp chúgn ta có thể thực hiện điều
áp băng điều chỉnh kích thích của máy phát.
Điều kiện chọn S
đmB
> S
đmF

Trong đó S
đmB
công suất định mức của máy biến áp
S
đmF
công suất định mức của máy phát .

Chọn máy biến áp liên lạc.
Các máy biến áp liên lạc là các máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh
dưới tải vì nếu ta điều chỉnh điện áp bằng kích thích từ máy phát sẽ không
đảm bảo yêu cầu.
Điều kiện chọn : S
đmB
≥
×
α
1
S
thừa
Trong đó: α là hệ số có lợi của máy biến áp. tự ngẫu α=0,5.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

15
Căn cứ vào các điều kiện ta chọn các máy biến áp cho từng phương
án như sau :
A. Phương án1
1. Sơ đồ

2.1a Chọn máy biến áp
a) Chọn máy biến áp bộ
Để vận hành thuận tiện và kinh tế ,các máy biến áp B
3
và B
4
được nối
theo sơ đồ bộ và chọn theo điều kiện sau :
S
B3đm
=S
B4đm
>S
Fđm
=62,5MVA.
Tra bảng chọn máy biến áp loại TДЦ 63 (sách thiết kế nhà máy)
bảng tham số MBA
Loại

S
đm
MVA
U
C
KV

U
H

KV

P
0
KW
P
N
KW
U
N
%

I
N
%
Giá
VNĐ
B4

HT
220KV
∼
110KV


F1 F2
F3

B1
B2
∼


∼


∼
B3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

16
TДЦ 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 45x10
3
40.10
3
b) Chọn máy biến áp tự ngẫu B
1
,B
2


Max
ThuadmTN
xS
1
S
α

≥
α :hệ số có lợi
)xS
n
n
SS(
2
1
S
max
td
*
min
UFdmF
Max
Thua
−−Σ=

trong đó: n
*
:số máy phát nôi với máy biến áp
n :Tổng số máy phát
=>
MVA22,50)46,21.
2
1
84,135,62.2(
2
1
S

Max
Thua
=−−=

Ta có S
đmB
≥
)MVA(43,10022,50.
5,0
1
S.
2
1
max
Thua
==

Tra bảng theo sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn loại máy
BA có thông số sau :
cấp
điện
áp
khu
vực


loại
S
đm

MVA
U
C


KV
U
T


KV
U
H


KV
P
0


K
W
Tổn thất KW U
N
%

I
0
%

Giá


R
P
N
C-
T
C-
H
T-
H
C-
T
C-
H
T-
H
220 ATДЦTH 100 230 121 11 65 260 - - 11 31 19 0,5 150.10
3
Giá của loại máy này là : V=150.103. 40. 10
3
VNĐ
c)
Phân phối công suất : Các máy biến áp và cuộn dây .
Để vận hành kinh tế cho các máy biến áp B
3
và B
4

ghép với bộ máy phát
điện luôn làm việc với phụ tải không đổi.
Do đó công suất của mỗi máy biến áp là :
S
B3
= S
B4
= S
đmF
MVA14,57
4
46,21
5,62
4
S
maxTd
=−=−

*Phân phối phụ tải cho 2 máy biến áp tự ngẫu B
1
,B
2
.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

17
Công suất truyền qua cá phía của máy biến áp tự ngẫu trong từng thời điểm
xác định.
+ Công suất cuộn cao:
S

C
B1
= S
C
B2
=
VHT
S
2
1

Khi t= 0-4h
S
C
B1
= S
C
B2
=
2
1
70,59= 35,30MVA
+ Công suất cuộn trung
S
T
B1
=S
T
B2
=

[]
)SS(S(
2
1
4B3B
T
T
+−

Khi t= 0-4h
S
T
B1
=S
T
B2
=
[]
)MVA(93,8)14,5714,57(42,96(
2
1
−=+−

+ Công suất cuộn hạ
S
H
B1
=S
H
B2

= S
C
B1
+S
T
B1
= S
C
B2
+S
T
B2

Khi t= 0-4h
S
H
B1
=S
H
B2
=35,30+(-8,93)= 26,37(MAV)
α

Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau:

Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
C
B1
=S

C
B2
35,30 35,30 40,65 41,64 47,71 46,72 51,81 56,18 45,74 51,09 40,65
S
T
B1
=S
T
B2
-8,93 -8,93 -14,29 -14,29 -8,93 -8,93 -3,57 -8,93 -8,93 -14,29 -14,29
S
H
B1
=
S
H
B2

26,37 26,37 26,36 27,35 38,78 37,79 48,24 47,25 36,81 36,80 26,36

Qua bảng phân phối công suất cho các máy biến áp ta thấy khi làm việc
bình thường máy biến áp không bị quá tải.
d)
Kiểm tra sự cố
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

18
Chọn thời điểm xảy ra sự cố nguy hiểm nhất là khi phụ tải trung áp cực
đại (T=14-16h)
S

t
max
=107,14(MVA)
Tương ứng với thời điểm đó
S
ĐP
=17,79MVA
S
VHT
=103,61 MVA
Xét cụ thể các sự cố
1. Sự cố 1 trong 2 máy biến áp B
3
hoặc B
4
+Điều kiện 2
max
T
4,3B12B
dm
SC
SSS.Kqt ≥+α

2x0,5x1,4x125+(62,5-
MVA14,107S24,232)
4
46,21
Max
T
=>=

Điều kiện thoả mãn
+ Phân bố công suất khi sự cố máy biến áp bộ
Lượng công suất mỗi máy biến áp truyền sang bên trung là
S
T
B1
=S
T
B2
=
MVA25)14,5714,107(
2
1
)SS(
2
1
3B
max
T
=−=−
<S
tt
=50MVA
S
H
B1
=S
H
B2

=
2(
2
1
)
4
S
2SS
Td
dpdmF
−−

=
MVA50S)MVA(24,48)
4
46,21
.279,175,62.2(
2
1
H
=<=−−

S
C
B1
=S
C
B2
= S
H

B1
-S
T
B2
=48,24-25=23,24(MVA)<S
đm
=100MVA
Vậy ta thấy không thấy cấp nào bị quá tải
Công suất tải của các máy biến áp lên cao áp 220KV là phía cao hụt là
S
C
thieu
)MVA(48,4624.23.2
=
=

+ So với lúc vận hành bình thường công suất phát lên phía cao hụt là
S
MVA13,5748,4661,103SS
C
220VHT
C
thieu
=−=−=

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

19
S
MVA100S13,57

dpHT
C
thieu
=<=

Như vậy máy biến áp chọn là đảm bảo kỹ thuật vì lượng công suất
thiếu nhỏ hơn dự trữ thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (100MVA).
2. Sự cố 1 trong 2 máy biến áp tự ngẫu tại S
max
T

+ Điều kiện kiểm tra quá tải
max
T4B3B
1B
dm
SC
qt
SSSS.K ≥++α

0,5.1,4.125+57,14+57,14=208,03>S
MVA
T
14,107
max
=

=> Thoả mãn điều kiện
+ Phân bố công suất như sau
- Công suất cuộn trung là

14,7)SS(SS
4B3B
max
T
1B
T
−=+−=

-Công suất cuộn hạ <khả năng phát của MBA>
S
1B
H
=2S
đm
-S
ĐP
-S
TD
=2x62,5-17,9-21,46=85,75MVA
=> Quá tải trong phạm vi cho phép
Công suât cuộn cao lúc này là
S
CB1
=S
HB1
-S
TB1
=70-[-7,14]=77,14MVA<100MVA
+So vơi bình thưòng S
220

C
còn thiếu là
S
VTH
-S
CB1
=103,61-77,14=26,47MVA<S dự phòng
3. Xét hỏng MBA tự ngẫu khi S
min
T
=85,71
Công suất tải C-T là
S
min
T
-[S
B3
+S
B4
]=85,71-[57,14+57,14]=-28,57MVA
S
220
C
=S
HB1
-S
T
=70-(-28,57)=98,57MVA
S
220

C
=98,57<K
qt
.S
C
=140MVA
Kết luận trong cả hai trường hợp S
min
T
và S
max
T
máy biến áp tự ngẫu
đều bị quá tải nặng nề
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

20
2-2a. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp
Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm :
+ Tổn thất không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn
thất không tải định mức của nó
+ Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ MBA
+ Do đặc điểm phụ tải của máy biến áp thay đổi theo ngay nên tổn
thất trong máy biến áp hàng năm được xác định
1. Máy biến áp bộ :
∆A
bộ
=[∆P
0
+∆P

N
(
dmB
bo
S
S
)
2
]. t
Trong đó :
∆A : Là tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp
∆ P
0
, ∆P
N ;
Là tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA
S
đmB
: Công suất định mức của máy biến áp
S
bô
:công suất bộ,phát điện lên lưới qua máy biến áp
t : Thời gian vận hành máy biến áp trong năm
theo sách tài liệu :”thiết kế nhà máy điện’’của máy biến áp đã cho ta có:
∆P
0
=59KW
S
đmB3B4
=63

Theo công thức trên ta có

∆A
bộB3
=∆AB
4
=[0,059+0,245.(
63
14,57
)
2
]x8760=2282,35MWh
2. Máy biến áp tự ngẫu
Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B
1
,B
2
đợc tính theo
công thức :

-
∆A
B1
=∆A
B2
=∆P
0
t+
2
365

.Σ[∆P
N-C
S
ci
2
+∆P
N-T
S
Ti
2
+∆P
N-H
.S
Hi
2
] .t
Trong đó :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

21
∆P
N-C-T
=0,26(MW)
+ ∆P
N-C-H
=∆P
N,T-H
=1 ∆P
N,C-T
=0,13(MW)

∆P
0
= 65KW=0,065MW
Trong công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu
trên thì ∆P
NC
, ∆P
NT
, ∆P
NH
là tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp
cao,trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu được tính như sau :
∆P
N-C
= 0,5( ∆P
N,C-
T
+
( )
MW
P
HTN
13,0
5,0
13,013,0
26,05,0
P
22
,T-CN,
=

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+=
Δ
−
Δ
−
α

∆P
N-T
= 0,5( ∆P
N,C-
T
+
( )
MW
P
HCN
13,0
5,0
13,013,0
26,05,0

P
22
,H-CN,
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+=
Δ
−
Δ
−
α

∆P
N-C
= 0,5(-∆P
N,C-
H
+
( )
MW
P
HTN

39,0
5,0
13,013,0
26,05,0
P
22
,H-CN,
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
+−=
Δ
−
Δ
−
α


Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B
1
,B
2
:

∆A
B1
=∆A
B2
=0,075x8760+
2
125
365
x[(0,13x35,30
2
+0,13x8,93
2
0,39x26,37
2
)x4
+(0,13x35,30
2
+0,13x8,93
2
+0,39x26,37
2
)x2
+(0,13x40,65
2
+0,13x14,29
2
+0,39x26,36
2
)x2
+(0,13x41,64

2
+,13x14,29
2
+0,39x27,35
2
)x2
+(0,13x47,71
2
+0,13x8,93
2
+0,39x38,78
2
)x2
+(0,13x46,72
2
+0,13x8,93
2
+0,39x37,79
2
)x2
+(0,13x51,81
2
+0,13x3,57
2
+0,39x48,24
2
)x2
+(0,13x56,18
2
+0,13x8,93

2
+0,39x47,25
2
)x2
+(0,13x45,74
2
+0,13x8,93
2
+0,39x36,81
2
)x2
+(0,13x51,09
2
+0,13x14,29
2
+0,39x36,80
2
)x2
+(0,13x40,65
2
+0,13x14,29
2
+0,39x26,36
2
)x2
=1072,68MWh
Qua quá trình tính toán trên ta có tổn thất điện hàng năm trong MBA của
phương án 1 là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

22
∆A
1
=∆A
(B1,B2)
+∆A
(B3,B4)
=2∆A
B1
+2∆A
B3

=3x1072,68+2x2282,35=6710,06(MWh)

2.3a. Chọn kháng phân đoạn
a. Phân bố công suất
- Kép đi từ hai phân đoạn
- Ưu tiên phụ tải phân đoạn giữ nếu có 3 phân đoạn
- Lấy đối xứng

b. Chọn kháng phân đoạn
+ Tính dòng cưỡng bức qua kháng
- Khi sự cố 1 MBA liên lạc (B
1
hoặc B
2
)
Phân bố công suất như sau:
4 đơn

∼

∼
3 kép
4 đơn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện

23

S
B
= K
qt
. α . S
đm
= 1,4 . 0,5 . 100 = 70 (MVA)
S
quaK
= S
b
+
−+
maxVmaxT
S
2
1

S
4
1
S
đmF

= 70 +
2
1
46,21
4
1
+
19,77 - 62,5 = 22,75 MVA
c. Khi sự cố 1 máy phát (F
1
hoặc F
2
)









F1
B1

B
2

∼

∼
S
quaK
S
quaB
F2
2
1
S
Td
2
1
S
UF
2
1
S
UF
2
1
S
Td

B
1
B
2
S
quaK
S
quaB