ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 4 TỔ MÁY VỚI CÔNG SUẤT 240 MW (4x60 MW) Giáo viên hướng dẫn ĐÀO QUANG THẠCH

đồ án môn học nhà máy điện
- 1 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Lời nói đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân, 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 nối chung với hệ thống là một vấn đề rất quan
trọng, nó sẽ nâng cao tính đảm bảo 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 lợng máy phát dự trữ so với khi vận hành độc
lập.
Quá trình thiết kế môn học không những củng cố lại những kiến thức đã đợc
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 nh một nhà máy nhiệt điện nói riêng.
Qua đây, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo TS.Đào
Quang Thạch đã trực tiếp hớng dẫn em, cùng các thầy cô giáo, cán bộ trong
bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ trong bản thiết kế
Đồ án môn học thiết kế nhà máy điện đợc chia làm 6 chơng:
Chơng I: Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. Chọn Máy Phát Điện.
Chơng II: Nêu các phơng án và chọn MBA cho các phơng án.
Chơng III: Tính toán chọn phơng án tối u.
Chơng IV: Tính toán dòng điện ngắn mạch.
Chơng V: Chọn khí cụ điện và dây dẫn.
Chơng VI: Chọn sơ đồ tự dùng và MBA tự dùng.
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 2 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa

Chơng I
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.
Chọn Máy Phát Điện
Để thực hiện tốt nhiệm vụ thiết kế, chúng ta cần phải hiểu rõ công việc thiết
kế cũng nh các số liệu đã cho của nhà máy để đảm bảo tốt yêu cầu về kỹ thuật.
Công việc tính toán xác định các phụ tải ở các cấp điện áp và lợng công suất
nhà máy cần thiết trao đổi với hệ thống điện là cực kỳ quan trọng. Nó là cơ sở
giúp ta xây dựng đợc bảng phân phối và cân bằng công suất toàn nhà máy. Từ
đó rút ra các điều kiện về kinh tế kỹ thuật để chọn ra các phơng án nối điện
toàn nhà máy hợp lý nhất với thực tế yêu cầu thiết kế.
Quá trình tính toán đợc thực hiện nh sau:
I. Chọn Máy phát điện:
Theo yêu cầu thiết kế, nhà máy thiết kế là nhà máy nhiệt điện, có tổng cộng
suất là 240 MW, gồm có 4 tổ máy, mỗi tổ 60 MW.
Phụ tải đầu cực máy phát có U
đm
= 10,5 kV nên ta chọn kiểu máy TB-60-2 có
các thông số sau:
Bảng 1.1. Số liệu máy phát điện
Loại
n
v/ph
U
đm
kV
P
đm
MW
S
đm

MVA
cos
I
đm
kA
Điện kháng tơng đối
định mức
X
d

X
d

X
d
TB-60-2
3000
10,5
60
75
0,8
4,125
0,146
0,22
1,691
II. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và cân bằng công
suất:
2.1. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp:
2.1.1. Phụ tải cấp điện áp máy phát:
U

đm
=10,5 kV; P
max
=12 MW; cos = 0,87.
MVA79.13
0,87
12
cos
P
S
max
max
===

Ta tính công suất phụ tải theo thời gian trong ngày bằng cách áp dụng công thức
sau:
( )

cos
P(t)
tS;.P
100
P%(t)
P(t)
max
==
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 3 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa

Bảng 1.2. Bảng phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát
Thời gian (h)
0 - 6
6 - 8
8 - 12
12 - 14
14 - 18
18 - 20
20 - 22
22 - 24
P%
70
75
100
80
85
85
80
65
P
NM
(MW)
8.4
9
12
9.6
10.2
10.2
8.4
7.8

Từ bảng số liệu trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát nh sau:
4

14



8


20


mw
2.1.2. Phụ tải điện áp phía trung:
U
đm
=110 kV; P
max
= 76 MW; cos = 0,86.
MVA37.88
86,0
76
cos
P
S
max
max
===

Ta tính công suất phụ tải theo thời gian trong ngày bằng cách áp dụng công thức
sau:
( )

cos
P(t)
tS;.P
100
P%(t)
P(t)
max
==
Bảng 1.3. Bảng phân bố phụ tải cấp điện áp trung
Thời gian (h)
0 - 6
6 - 8
8 - 12
12 - 14
14 - 18
18 - 20
20 - 22
22 - 24
P%
60
70
85
80
100
100
80

70
P
NM
(MW)
45.6
53.2
64.6
60.8
76
76
60.8
53.2
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 4 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Từ bảng số liệu trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp trung nh sau:
4

14



40


100


mw

2.1.3. Phụ tải toàn nhà máy:
P
max
= 240 MW; cos = 0,8.
MVA300
8,0
240
cos
P
S
max
max
===

Ta tính công suất phụ tải theo thời gian trong ngày bằng cách áp dụng công thức
sau:
( )

cos
P(t)
tS;.P
100
P%(t)
P(t)
max
==
Bảng 1.4. Bảng phân bố phụ tải toàn nhà máy
Thời gian (h)
0 - 6
6 - 8

8 - 12
12 - 14
14 - 18
18 - 20
20 - 22
22 - 24
P%
85
85
90
80
100
100
85
80
P
NM
(MW)
204
204
216
192
240
240
204
192
Từ bảng số liệu trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải toàn nhà máy nh sau:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 5 -

sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
4

14



200


500



2.1.4. Tính toán công suất tự dùng:
= 7%; cos = 0,8
Công suất tự dùng của nhà máy:
)
S
S
.6,04,0(
cos
P
.)(tS
)
S
S
.6,04,0(.S(t)S
NMmax
t

td
max
td
NMmax
t
NMmaxtd
+=
+=



Trong đó: P
max
= 240 MW; S
NMmax
= 300 MVA
Bảng 1.5. Bảng phân bố công suất tự dùng trong ngày
Thời gian (h)
0 - 6
6 - 8
8 - 12
12 - 14
14 - 18
18 - 20
20 - 22
22 - 24
P
NM
(MW)
204

204
216
192
240
240
204
192
S
td
(MVA)
19.11
19.11
19.74
18.48
21
21
19.11
18.48
Từ bảng số liệu trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải tự dùng nh sau:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 6 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
4

14



20

50


MVA
2.2. Công suất nhà máy phát về hệ thống:
Công suất nhà máy phát về hệ thống đợc tính theo công thức sau:
S
HT
= S
NM
(t) [S
UF
(t) + S
UT
(t) + S
td
(t)]
Trong đó:
S
HT
: Công suất nhà máy phát về hệ thống
S
NM
: Công suất phát của nhà máy
S
UF
: Công suất tiêu thụ của phụ tải điện áp máy phát
S

UT
: Công suất tiêu thụ của phụ tải điện áp trung
S
td
: Công suất tự dùng của nhà máy
Dựa vào các số liệu tại các thời điểm trong ngày ta tính đợc lợng công
suất nhà máy phát về hệ thống. Từ đó ta có bảng cân bằng công suất toàn nhà
máy nh sau:
Bảng 1.6. Bảng phân bố công suất toàn nhà máy trong ngày
t(h)
CS
0-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-22
22-24
P
NM
, MW
204
204
204
216
216
192

240
240
240
192
P
UF
, MW
8.4
8.4
9
12
12
9.6
10.2
10.2
8.4
7.8
P
UT
, MW
45.6
45.6
53.2
64.6
64.6
60.8
76
76
60.8
53.2

P
td
, MW
15.28
15.28
15.28
15.79
15.79
14.78
16.8
16.8
15.28
14.78
P
HT
, MW
134.72
134.72
126.52
123.61
123.61
106.82
137
137
145.52
116.22
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 7 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa

2.3. Các nhận xét:
Qua quá trình tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và phụ tải toàn nhà máy ta rút
ra một số kết luận sau:
Cấp điện áp cao là 220 kV và điện áp trung là 110 kV nên ta phải dùng
máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc giữa 3 cấp điện áp 10,5 kV;
110 kV; và 220 kV.
Nhà máy thiết kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện
áp khác nhau và cho tự dùng, nhà máy thiết kế còn phát về hệ thống một
lợng công suất P
HTmax
= 145.52MW; S
HTmin
=106.82MWW, đợc truyền tải
trên đờng dây kép dài 96 km, công suất của hệ thống (không kể nhà máy
thiết kế) là 2850 MVA và dự trữ quay của hệ thống là 200MVA.
Từ các nhận xét trên ta thấy rằng nhà máy thiết kế có ý nghĩa quan trọng
đối với toàn hệ thống, lợng công suất phát về hệ thống lớn nên có ảnh
hởng trực tiếp đến độ ổn định của hệ thống. Vì vậy trong quá trình đề
xuất phơng án đi dây phải chú ý đến tầm quan trọng của nhà máy đối với
hệ thống.
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 8 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Chơng II
Nêu Các phơng án nối điện chính của nhà máy điện
và chọn máy biến áp cho các phơng án
I. Xây dựng các phơng án nối dây:
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu rất quan trọng trong quá
trình thiết kế. Vì vậy cần nắm vững các số liệu ban đầu và dựa vào bảng cân

bằng công suất để vạch ra các phơng án đi dây.
Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần 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 lớn nhất, các máy còn lại
vẫn đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung
(trừ phần phụ tải do các hộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung
có thể cung cấp đợc).
Công suất mỗi bộ máy phát điện- máy biến áp không đợc lớn hơn dự trữ
quay của hệ thống.
Chỉ ghép bộ máy phát điện- máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp
nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này, nh vậy mới tránh
đợc trờng hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công
suất phải chuyển qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy
biến áp ba cuộn dây. Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc thì không cần điều
kiện này.
Vì nhà máy có tầm quan trọng đối với hệ thống nên các phơng án đa ra phải
đơn giản, an toàn và linh hoạt trong quá trình vận hành.
Ta thấy:
<== %15%9
75.2
95.13
2.S
S
dmF
UFmax
không cần có thanh góp điện áp máy phát
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 9 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa

1.1. Phơng án 1:
Trong phơng án này ta sử dụng:
+ Hai máy biến áp tự ngẫu 3 pha liên lạc giữa 3 cấp điện áp.
+ Hai máy biến áp 3 pha hai dây quấn nối bộ với máy phát F
3
và F
4
để cung cấp điện cho phụ tải 110kV.
+ Các máy phát F
1
, F
2
đợc nối trực tiếp vào vào máy biến áp tự
ngẫu.
* Nhận xét:
Phơng án này luôn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp :
+ Phụ tải địa phơng đợc cung cấp bởi hai máy phát cho nên khi có sự cố
một máy phát bị cắt thì phụ tải vẫn đợc cung cấp điện đầy đủ và liên tục bởi
máy phát còn lại.
+ Phụ tải 110kV đợc cung cấp bởi 1 máy phát + 1 máy biến áp và công
suất 2 cuộn trung áp của hai máy biến áp liên lạc. Cho nên phụ tải cấp điện áp
110kV cũng luôn đợc đảm bảo cung cấp điện khi có sự cố 1 máy biến áp liên
lạc hoặc là cả bộ máy phát + máy biến áp.
+ Phơng án này có sơ đồ nối điện đơn giản, công suất của 2 máy biến áp
tự ngẫu có dung lợng bé.
*Nhợc điểm:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 10 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa

+ Số lợng máy biến áp sử dụng trong trờng hợp này nhiều làm tăng vốn
đầu t kinh tế và tổn thất điện năng.
+ ở điều kiện bình thờng khi S
TMAX
= 88.37 MVA thì công suất vẫn phải
truyền từ bên cuộn trung sang cuộn cao của các máy biến áp liên lạc.
1.2. Phơng án 2:
Trong phơng án này ta sử dụng:
- Ghép bộ máy phát + máy biến áp (F
1
+B
1
) lên thanh góp điện áp 220 kV.
- Hai máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp.
- Bộ máy phát + máy biến áp (F
4
+B
4
) đợc ghép lên thanh góp điện áp 110 kV.
*Ưu điểm:
- Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
- Do ghép bộ (F
1
+B
1
) lên thanh góp điện áp 220 kV nên điện năng không phải

truyền qua 2 lần biến áp nh phơng án 1.
*Nhợc điểm:
- Số lợng và chủng loại máy biến áp nhiều nên vốn đầu t lớn hơn phơng án
1.
- Do chủng loại khác nhau nên quá trình thay thế, sửa chữa gặp nhiều khó khăn.
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 11 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
1.3. Phơng án 3:
Trong phơng án này ta sử dụng:
+ Ta ghép Máy biến áp ( F
1
+ B
1
), (F
2
+B
2
) lên thanh góp điện cao 220 kV.
+ Bộ (F
3
+ B
3
) và (F
4
+ B
4
) đợc ghép với thanh góp điện áp 110 kV.
+ Giữa hai cấp điện áp 220 kV và 110 kV đợc nối với nhau bởi hai máy

biến áp tự ngẫu 3 pha B
5
, B
6
.
* Nhận xét:
Trong phơng án này ta cũng có thể đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho
các phụ tải ở các cấp điện áp.
+ Bộ (F
1
+ B
1
) và bộ (F
2
+ B
2
) nối trực tiếp với mạng điện cao áp 220 kV,
bộ (F
3
+ B
3
) và bộ (F
4
+ B
4
) nối trực tiếp với mạng điện trung áp 110 kV và trực
tiếp cung cấp điện cho các cấp điện áp.
* Nhợc điểm:
Trong thờng hợp này ta sử dụng đến 6 máy biến áp với chủng loại khác nhau
nên không đảm bảo tốt về kỹ thuật kinh tế.

1.4. Đánh giá sơ bộ về các phơng án đã chọn:
Qua phân tích các phơng án đã đặt ra ta thấy rằng trong ba phơng án
thì phơng án 3 là khó có thể thực hiện đợc vì phơng án này sử dụng rất nhiều
các máy biến áp. Các máy biến áp có dung lợng lớn dẫn đến giá thành và tổn
thất lớn. Nếu khi có sự cố 1 trong 2 máy biến áp thì các máy biến áp còn lại sẽ bị
quá tải do đó sẽ không đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật, và độ tin cậy cung cấp điện
cho các phụ tải cao. Trong ba phơng án ta loại bỏ phơng án 3 còn lại hai
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 12 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
phơng án 1, 2 và để chọn ra phơng án tối u ta tiếp tục tính toán và so sánh 2
phơng án còn lại nhằm chọn ra phơng án tối u cho thiết kế.
II. Chọn máy biến áp cho các phơng án:
Một số nguyên tắc:
Với máy biến áp 2 cuộn dây nối bộ máy phát máy biến áp thì chọn theo
điều kiện: S
Bđm
S
Fđm
- S
TDmax
Trong đó ta có: S
Bđm
: công suất định mức của 1 máy biến áp.
S
Fđm
: công suất định mức của 1 máy phát.
Với máy biến áp tự ngẫu nối theo sơ bộ thì: S
TB

=

1
S
TNđm
S
đmF
Trong đó ta có: S
TB
: công suất tính toán của máy biến áp tự nhẫu.
S
TNđm
: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu.
0,5
220
110220
U
UU

C
TC
=
+
=
+
=
2.1. Chọn máy biến áp cho phơng án 1:
Sơ đồ nối điện:
2.1.1. Chọn máy biến áp B
3

và B
4
:
Vì máy biến áp B
3
và B
4
đấu bộ nên chúng đợc chọn theo điều kiện sau:
S
đmB
S
đmF
S
tdmax
= 75 (16.8/4) = 69 MVA
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 13 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Vậy ta chọn loại máy biến áp T- 80 có các thông số cho trong bảng sau:
Bảng 2.1. Thông số máy biến áp B3 và B4
S
Bđm
MVA
U ( kV )
P
O
,
kW
P

N
,
kW
U
N
%
I
O
%
Giá 10
6
đồng
Số
lợng
C
H
80
121
10,5
70
310
10,5
0,55
2080
02
2.1.2. Chọn máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
:

Các máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
đợc chọn theo công thức sau:
thừa
S
2
1
S
dmB


: hệ số có lợi khi sử dụng máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5).
S
thừa
: công suất truyền qua 2 cuộn hạ áp của các máy biến áp B
1
và B
2
. Vì không
có thanh góp điện áp máy phát nên S
thừa
= S
đmF
MVA150
5,0
75
S
1

S
dmB
==
thừa

Vậy ta chọn máy biến áp loại ATTH - 160 có các thông số trong bảng sau:
Bảng 2.2. Thông số máy biến áp B1, B2
S
Bđm
MVA
U ( kV )
P
O
kW
P
N
, kW
U
N
%
I
O
%
Giá
10
6
đồng
Số
lợng
C

T
H
C-T
C-H
T-H
C-T
C-H
T-H
160
242
121
11
85
380
-
-
11
32
20
0,5
7400
02
2.1.3. Phân bố công suất phụ tải cho các máy biến áp ở chế độ bình thờng:
2.1.3.1. Với máy biến áp đấu bộ B
3
và B
4
:
Các tổ máy F
3

và F
4
làm việc ở chế độ định mức. Ta có công suất truyền qua các
máy biến áp B
3
, B
4
là:
MVA69
4
8.16
75SSSS
tdmaxdmFB4B3
====
Ta thấy S
B3
= S
B4
< S
đmB3
= S
đmB4
= 80 MVA
Vậy ở chế độ bình thờng B
3
và B
4
không bị quá tải.
2.1.3.2. Với máy biến áp tự ngẫu ba pha B
1

và B
2
:
Công suất truyền tải trên các cuộn dây MBA B
1
và B
2
đợc tính nh sau:
*Cuộn cao:
HTbCCCB2CB1
S
2
1
]S)t(S[
2
1
SS ===

S
HT
là lợng công suất nhà máy phát về hệ thống.
*Cuộn trung:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 14 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
]2.S-(t)S[
2
1
]S)t(S[

2
1
SS
B3TbTTTB2TB1
===

*Cuộn hạ:
S
HB1
= S
HB2
= S
CB1
+ S
TB1
Vào các thời điểm trong ngày do các phụ tải làm việc với đồ thị không bằng
phẳng nên lợng công suất qua các cuộn dây cao - trung - hạ của các máy biến
áp tự ngẫu cũng thay đổi.
Qua quá trình tính toán ta lập đợc bảng phân bố công suất truyền tải trên các
cuộn dây MBA liên lạc tại từng thời điểm trong ngày nh sau:
Bảng 2.3. Bảng phân bố công suất trên các cuộn dây MBA B1, B2
t(h)
CS
0-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18

18-20
20-24
S
B3
= S
B4
69
69
69
69
69
69
69
69
69
S
CB1
=S
CB2
34.77
22.57
21.05
20.33
11.22
40.50
58.83
69.96
27.12
S
TB1

=S
TB2
-8.05
4.15
4.15
4.15
12.25
12.25
0.05
-8.05
-8.05
S
HB1
=S
HB2
26.72
26.72
25.20
24.48
23.47
52.75
58.88
61.91
19.07
Qua bảng phân bố công suất của các máy biến áp B
1
và B
2
ta thấy ở chế độ
bình thờng chúng không bị quá tải.

2.1.4. Kiểm tra quá tải khi các MBA bị sự cố:
2.1.4.1 Sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp khi phụ tải trung áp cực đại S
Tmax
Giả sử hỏng MBA B
4
.
Sơ đồ nối điện:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 15 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
S
UTmax
= 88.37 MVA
S
UF
= 15MVA
S
HT
= 100.33MVA
Lợng công suất thiếu hụt của phụ tải phía trung đợc cung cấp qua cuộn trung
của các máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
.
Ta xét sự phân bố công suất trên các cuộn dây của máy biến áp liên lạc B
1
và B
2

:
*Cuộn trung:
MVA68.9)6937.88.(
2
1
)S.(S
2
1
SS
B3UTmaxTB2TB1
====
Ta thấy S
TB1
= S
TB2
< S
đmB
= 0,5.160 = 80 MVA. Vậy khi sự cố một bộ máy phát +
máy biến áp, cuộn trung của máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
*Cuộn hạ:
MVA68,59)]
4
8.16
.215(75.2[
2
1
)]S.2S(S2[
2
1
SS

tdmaxUFdmFHB2HB1
=+=
+==
Ta thấy S
HB1
=S
HB2
< S
đmB
= 0,5.160 = 80 MVA. Vậy khi sự cố một bộ máy phát +
máy biến áp, cuộn hạ của máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
*Cuộn cao:
S
CB1
= S
CB2
= S
HB1
S
TB1
= 59,68 9.68 = 50 MVA
Ta thấy S
CB1
=S
CB2
<S
đmB
= 160 MVA. Vậy khi sự cố một bộ máy phát + máy biến
áp, cuộn cao của máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
Vậy, trong chế độ sự cố các cuộn dây của máy biến áp liên lạc đều làm việc non

tải.
Công suất nhà máy phát về hệ thống thiếu hụt một lợng là:
S = S
HT
2S
CB1
= 100.3 2.50 = 0.3 MVA < S
dt
= 200 MVA
2.1.4.2. Sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Giả sử hỏng B
1
.
Sơ đồ nối điện:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 16 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Phụ tải phía trung cực đại:
S
UTmax
= 88.3MVA
S
UF
= 15MVA
S
HT
= 100.3 MVA
Trờng hợp này ta phải kiểm tra quá tải máy biến áp B
2

, còn B
3
và B
4
vẫn tải ở
chế độ bình thờng và cung cấp cho thanh góp điện áp trung lợng công suất là:
S = 2.S
B3
= 2.69 = 138 MVA.
Công suất phát của B3 và B4 không thay đổi, lợng công suất phát là 138MVA
lớn hơn công suất phụ tải ở phía 110kV trong chế độ max là 88.3MVA. Do đó,
lợng công suất thừa phía bên trung đợc truyền qua máy biến áp B2 lên hệ
thống.
Công suất truyền tải trên các cuộn dây của máy biến áp liên lạc B
2
:
*Cuộn trung:
Công suất truyền tải từ cuộn dây trung áp MBA liên lạc B
2
sang thanh góp điện
áp phía trung:
S
TB2
= S
UTmax
-2.S
B3
=88.3 2.69 = 49.7 MVA<.S
đmB
= 0,5.160 =80 MVA

Vậy, khi sự cố hỏng 1 MBA liên lạc cuộn trung của B
2
vẫn làm việc non tải.
*Cuộn hạ:
Cuộn hạ B
2
tải một lợng công suất:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 17 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
MVA77,119)15
4
8.16
.2(75.2)SS(2SS
UFtddmF
=+=+=
Trong thực tế, trong trờng hợp sự cố, cuộn hạ B
2
có thể tải một lợng công suất:
S
HB2
=.k
QTSC
.S
đmB2
= 0,5.1,4.160 = 112 MVA
Vậy, để B
2
không bị quá tải phải giảm công suất phát của máy phát F

1
, F
2
đi một
lợng:
S = 119,77 - 112 = 7,77 MVA
*Cuộn cao:
S
CB2
= S
HB2
- S
TB2
= 112 24,5 = 87,5 MVA< S
đmB2
= 160 MVA
Cuộn cao MBA liên lạc B
2
quá tải nằm trong trị số cho phép.
Phụ tải phía trung cực tiểu:
S
UTmin
= 53.2 MVA
S
UF
= 8.4 SMVA
S
HT
= 137.2 MVA
Xét quá tải B

2
:
*Cuộn trung:
Công suất cuộn dây trung áp MBA liên lạc B
2
:
S
TB2
= 2.S
B3
- S
UTmin
=2.69- 53.2 = 84.8 MVA
Ta thấy:
S
TB2
=84.8 MVA < S
QTCP
= K
QTSC
. . S
đmB
= 1,4.0,5.160 = 112 MVA
Do đó cuộn trung áp của máy biến áp B
2
quá tải nằm trong trị số cho phép.
*Cuộn hạ:
Công suất các máy phát có thể phát lên MBA B
2
:

MVA84,124)4.8
4
8.16
.2(75.2)SS(2SS
UFtddmF
=+=+=
Trong thực tế, trong trờng hợp sự cố, cuộn hạ B
2
có thể tải một lợng công suất:
S
HB2
=k
QTSC
..S
đmB2
=1,4.0,5.160 = 112 MVA
Vậy, để B
2
không bị quá tải phải giảm công suất phát của máy phát F
1
, F
2
đi một
lợng:
S = 124,84- 112 = 12,84 MVA
*Cuộn cao:
S
CB2
= S
HB2

- S
TB2
= 112 16,1 = 95,9 MVA < S
đmB2
= 160 MVA
Trong trờng hợp phụ tải phía trung cực tiểu, khi sự cố một MBA liên lạc, cuộn
cao B
2
không bị quá tải.
2.2. Chọn máy biến áp cho phơng án 2:
Sơ đồ nối điện:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 18 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
2.2.1. Chọn máy biến áp B
1
và B
4
:
Vì máy biến áp B
1
và B
4
đấu bộ nên chúng đợc chọn theo điều kiện sau:
S
đmB
S
đmF
S

tdmax
= 75 (24/4) = 69 MVA
Vậy ta chọn loại máy biến áp T- 80 có các thông số cho trong bảng sau:
Bảng 2.4. Thông số máy biến áp B1
S
Bđm
MVA
U ( kV )
P
O
kW
P
N
,
kW
U
N
%
I
O
%
Giá 10
6
đồng
Số
lợng
C
H
80
242

10,5
80
320
11
0,6
3600
01
Bảng 2.5. Thông số máy biến áp B4
S
Bđm
MVA
U ( kV )
P
O
kW
P
N
,
kW
U
N
%
I
O
%
Giá 10
6
đồng
Số
lợng

C
H
80
121
10,5
70
310
10,5
0,55
2080
01
2.2.2. Chọn máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
:
Các máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
đợc chọn theo công thức sau:
thừa
S
2
1
S
dmB


eBook for You

đồ án môn học nhà máy điện
- 19 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
: hệ số có lợi khi sử dụng máy biến áp tự ngẫu ( = 0,5).
S
thừa
: công suất truyền qua 2 cuộn hạ áp của các máy biến áp B
2
và B
3
.
Vì không có thanh góp điện áp máy phát nên S
thừa
= S
đmF
MVA150
5,0
75
S
1
S
dmB
==
thừa

Vậy ta chọn máy biến áp loại ATTH - 200 có các thông số trong bảng sau:
Bảng 2.6. Thông số máy biến áp B2, B3
S
Bđm
MVA

U ( kV )
P
O
kW
P
N
, kW
U
N
%
I
O
%
Giá
10
6
đồng
Số
lợng
C
T
H
C-T
C-H
T-H
C-T
C-H
T-H
200
230

121
11
105
430
-
-
11
32
20
0,5
9120
02
2.2.3. Phân bố công suất phụ tải cho các máy biến áp ở chế độ bình thờng:
2.2.3.1. Với máy biến áp đấu bộ B
1
và B
4
:
Các tổ máy F
1
, F
4
làm việc ở chế độ định mức. Ta có công suất truyền qua các
máy biến áp B
1
, B
4
là:
MVA69
4

8.16
75SSSS
tdmaxdmFB4B1
====
Ta thấy S
B1
=S
B4
< S
đmB1
=S
đmB4
= 80 MVA
Vậy ở chế độ bình thờng B
1
, B
4
không bị quá tải.
2.2.3.2. Với máy biến áp tự ngẫu B
2
và B
3
:
Công suất truyền tải trên các cuộn dây MBA B
2
và B
3
đợc tính nh sau:
*Cuộn cao:
]S[S

2
1
]S(t)[S
2
1
SS
B1HTbCCCB3CB2
===

*Cuộn trung:
]S-(t)S[
2
1
]S)t(S[
2
1
SS
B4TbTTTB2TB1
===

*Cuộn hạ:
S
HB2
= S
HB3
= S
CB1
+ S
TB1
Vào các thời điểm trong ngày do các phụ tải làm việc với đồ thị không bằng

phẳng nên lợng công suất qua các cuộn dây cao - trung - hạ của các máy biến
áp tự ngẫu cũng thay đổi.
Qua quá trình tính toán ta lập đợc bảng phân bố công suất truyền tải trên các
cuộn dây MBA liên lạc tại từng thời điểm trong ngày nh sau:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 20 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Bảng 2.7. Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA B2, B3
t(h)
CS
0-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-18
18-20
20-24
S
B1
= S
B4
69
69
69
69
69
69

69
69
69
S
CB2
=S
CB3
0.27
-11.93
-13.45
-14.17
-23.29
6.00
24.33
35.46
-7.38
S
TB2
=S
TB3
26.45
38.65
38.65
38.65
46.75
46.75
34.55
26.45
26.45
S

HB2
=S
HB3
26.72
26.72
25.20
24.48
23.47
52.75
58.88
61.91
19.07
Qua bảng phân bố công suất của các máy biến áp B
2
và B
3
ta thấy ở chế độ bình
thờng chúng không bị quá tải.
2.2.4. Kiểm tra quá tải khi các MBA bị sự cố:
Căn cứ vào sơ đồ đấu dây phơng án này ta thấy khi sự cố máy biến áp đấu bộ B
1
chỉ làm giảm lợng công suất của nhà máy về hệ thống mà không ảnh hởng tới
các máy biến áp còn lại. Do vậy ta không xét trờng hợp sự cố máy biến áp B
1
.
2.2.4.1 Sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp khi phụ tải trung áp cực đại S
Tmax
Sơ đồ nối điện:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện

- 21 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
S
UTmax
= 88.37 MVA
S
UF
= 15MVA
S
HT
= 100.33MVA
Ta xét quá tải máy biến áp liên lạc B
2
và B
3
:
Công suất truyền tải trên các cuộn dây của các máy biến áp liên lạc B
2
và B
3
:
*Cuộn trung:
Trong trờng hợp này toàn bộ phụ tải phía trung đợc cấp từ các cuộn dây trung
áp của các máy biến áp liên lạc B
2
và B
3
.
MVA19.4437.88.
2

1
S
2
1
SS
UTmaxTB3TB2
====
Ta thấy S
TB2
=S
TB3
< .S
đmB
= 0,5.200 = 100 MVA. Vậy khi sự cố bộ (F
4
+B
4
), cuộn
trung của máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
*Cuộn hạ:
MVA89,59)]
4
8.16
.215(75.2[
2
1
)]S.2S(S2[
2
1
SS

tdmaxUFdmFHB3HB2
=+=+==
Ta
thấy S
HB2
=S
HB3
<.S
đmB
= 0,5.200 = 100 MVA. Vậy khi sự cố bộ (F
4
+B
4
), cuộn hạ
của máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
*Cuộn cao:
S
CB2
= S
CB3
= S
TB2
S
HB2
= 44.19 59,89 = 15.7 MVA
Ta thấy S
CB2
=S
CB3
< S

đmB
= 200 MVA. Vậy khi sự cố bộ (F
4
+B
4
), cuộn cao của
máy biến áp liên lạc vẫn làm việc non tải.
Vậy, trong chế độ sự cố các cuộn dây của máy biến áp liên lạc đều làm việc non
tải.
2.2.4.2 Sự cố 1 MBA liên lạc:
Giả sử hỏng B
2
.
Sơ đồ nối điện:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 22 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Phụ tải phía trung cực đại:
S
UTmax
= 88.37 MVA
S
UF
= 15MVA
S
HT
= 100.33MVA
Trờng hợp này ta phải kiểm tra quá tải máy biến áp B
3

, còn B
1
và B
4
vẫn tải ở
chế độ bình thờng và cung cấp cho thanh góp điện áp cao lợng công suất là:
S = 2.S
B1
= 2.69 =138 MVA.
Công suất truyền tải trên các cuộn dây của máy biến áp liên lạc B
3
:
Trong trờng hợp này, lợng công suất thiếu của phụ tải phía trung đợc lấy qua
cuộn dây trung áp của máy biến áp liên lạc B
3
.
*Cuộn trung:
Công suất truyền tải từ cuộn dây trung áp MBA liên lạc B
3
sang thanh góp điện
áp phía trung:
S
TB3
= S
UTmax
- S
B4
= 88.37 69 = 19.37 MVA<.S
đmB
= 0,5.200 =100 MVA

*Cuộn hạ:
Cuộn hạ B
3
tải một lợng công suất:
MVA77,119)15
4
8.16
.2(75.2)SS2(2SS
UFtddmFHB3
=+=+=
*Cuộn cao:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 23 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
S
CB3
= S
HB3
- S
TB3
= 119,77 19.37 = 10,78 MVA< S
đmB3
= 200 MVA
Vậy, khi sự cố hỏng 1 MBA liên lạc cuộn cao của B
3
vẫn làm việc non tải.
Phụ tải phía trung cực tiểu:
S
UTmin

= 53.2 MVA
S
UF
= 8.4 SMVA
S
HT
= 137.2 MVA
Xét quá tải B
3
:
*Cuộn trung:
Công suất cuộn dây trung áp MBA liên lạc B
3
:
S
TB3
= S
UTmin
S
B4
= 53.2 69 = 15.1 MVA<.S
đmB
= 0,5.200 =100 MVA
*Cuộn hạ:
Công suất các máy phát có thể phát lên MBA B
3
:
MVA84,124)4.8
4
.16

.2(75.2)SS2(2SS
UFtddmFHB3
=+=+=
*Cuộn cao:
S
CB3
= S
HB3
- S
TB3
= 124,84 52,9 = 71,94 MVA < S
đmB
= 200 MVA
Trong trờng hợp phụ tải phía trung cực tiểu, khi sự cố một MBA liên lạc, cuộn
cao B
3
không bị quá tải.
* Nhận xét:
Khi sự cố máy biến áp liên lạc B
2
thì:
- Máy biến áp đấu bộ B
1
và B
4
vẫn làm việc bình thờng.
- Các cuộn dây cao, trung và hạ máy biến áp liên lạc B
3
không bị quá tải.
III. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

3.1. Các công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp:
3.1.1. Đối với máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:
( )
1t.
S
S
.P.
n
1
T.Pn.A
i
2
dmB
b
N0






+=
Trong đó:
n: Số lợng máy biến áp làm việc song song.
P
0
: Tổn thất không tải của một máy biến áp.
P
N
: Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp.

S
b
: Công suất phụ tải của n máy biến áp theo biểu đồ thời gian t
i
.
S
đmB
: Công suất định mức của một máy biến áp.
T: Thời gian làm việc của máy biến áp trong một năm. (T=8760 h)
3.1.2. Đối với máy biến áp tự ngẫu 3 pha:
( )
2
i
24
0
2
dmB
2
Hi
H-N
2
dmB
2
Ti
T-N
2
dmB
2
Ci
C-N0

t).
S
S
P
S
S
P
S
S
P(
n
365
T.Pn.A

+++=
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 24 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
Trong đó:
n: Số lợng các máy biến áp làm việc song song.
P
0
: Tổn thất không tải của một máy biến áp.
P
N-C
: Tổn thất ngắn mạch của cuộn dây cao áp của máy biến áp tự ngẫu.
P
N-T
: Tổn thất ngắn mạch của cuộn dây trung áp của máy biến áp tự ngẫu.

P
N-H
: Tổn thất ngắn mạch của cuộn dây hạ áp của máy biến áp tự ngẫu.
S
Ci
, S
Ti
, S
Hi
: Công suất phụ tải qua các cuộn dây của n máy biến áp vận hành
song song theo biểu đồ thời gian t
i
.
S
đmB
: Công suất định mức máy biến áp tự ngẫu.
T: Thời gian làm việc của máy biến áp trong một năm. (T=8760 h)
3.2. áp dụng công thức tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp cho
từng phơng án:
3.2.1. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp cho phơng án 1:
3.2.1.1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 dây quấn B
3
và B
4
:
áp dụng công thức (1):
t.
S
S
.P.

n
1
T.Pn.A
i
2
dmB
b
N0






+=
Trong đó:
n = 2; P
0
= 70 kW; P
N
= 310 kW; S
b
= 69 MVA; T=t
i
= 8760 h;
S
đmB
= 80 MVA
kWh10.24,28760.
80

69
.310.
2
1
2.70.8760A
6
2
1
=






+=
3.2.1.2. Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
:
áp dụng công thức (2):
i
24
0
2
dmB
2
Hi
H-N

2
dmB
2
Ti
T-N
2
dmB
2
Ci
C-N0
t).
S
S
P
S
S
P
S
S
P(
n
365
T.Pn.A

+++=
Trong đó:
n=2; P
0
= 85 kW; S
đmB

= 160 MVA
Theo nhà chế tạo cho:
kW190
2
380
P
2
1
PP
kW380P
T-NCH-NTH-NC
T-NC
====
=
Vậy:
eBook for You
đồ án môn học nhà máy điện
- 25 -
sinh viên Nguyễn Quốc nghĩa
kW570)380
5,0
190190
(
2
1
)P
PP
(
2
1

P
kW190)
5,0
190190
380(
2
1
)
PP
P(
2
1
P
kW190)
5,0
190190
380(
2
1
)
PP
P(
2
1
P
2
T-NC
2
H-NTH-NC
H-N

22
H-NCH-NT
T-NCT-N
22
H-NTH-NC
T-NCC-N
=
+
=
+
=
=

+=

+=
=

+=

+=



Thay số liệu vào công thức ta đợc:
kWh10.69,1]4).
160
07,19
.570
160

05,8
.190
160
12,27
.190(
2).
160
91,61
.570
160
05,8
.190
160
96,69
.190(
4).
160
88,58
.570
160
05,0
.190
160
83,58
.190(
2).
160
75,52
.570
160

25,12
.190
160
5,40
.190(
2).
160
48,23
.570
160
25,12
.190
160
22,11
.190(
2).
160
48,24
.570
160
15,4
.190
160
33,20
.190(
2).
160
2,25
.570
160

15,4
.190
160
05,21
.190(
2).
160
72,26
.570
160
15,4
.190
160
57,22
.190(
4).
160
72,26
.570
160
05,8
.190
160
77,34
.190[(
2
365
2.85.8760A
6
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
=+++
++++
++++
++++
++++
++++

++++
++++
++++=
Vậy, tổn thất điện năng trong máy biến áp của phơng án này là:
A = A
1
+ A
2
= 2,24.10
6
+ 1,69.10
6
= 3,93.10
6
kWh
3.2.2. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp cho phơng án 2:
3.2.2.1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp đấu bộ B
1
và B
4
:
áp dụng công thức (1):
t.
S
S
.P.
n
1
T.Pn.A
i

2
dmB
b
N0






+=
+)Tổn thất trong máy biến áp B
1
:
n = 1; P
0
= 80 kW; P
N
= 320 kW; S
b
= 69 MVA; T=t
i
= 8760 h;
S
đmB
= 80 MVA
eBook for You