thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 400mw

ỏn mụn hc Nh mỏy in HBK H Ni
Lời Nói Đầu
Năng lợng mà cụ thể là điện năng ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp, giao thông vận tải ,y tế, giáo dục và đời sống sinh hoạt con ngời
.Điện năng đ ợc sản xuất ở nhà máy điện và đợc truyền tải, cung cấp cho các
hộ tiêu thụ.
Để hiểu rõ đợc tầm quan trọng của điện năng và nắm bắt đợc các chế độ vận
hành của nhà máy ,vận hành tốt nhà máy trong các điều kiện bình thờng cũng
nh trong các chế độ sự cố thì ng ời kĩ s cần phải có kiến thức chuyên môn thật
tốt và đội ngũ các chuyên gia góp phần không nhỏ. Là một sinh viên nghành hệ
thống điện thì việc làm những đồ án nh thế này sẽ giúp ích cho chúng em rất
nhiều cho việc làm đồ án tốt nhgiệp sắp tới và trong công tác sau này. Bởi lẽ
Thiết kế nhà máy điện là một khâu rất quan trọng trong hệ thống điện, việc thiết
kế phần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp, nó bao gồm
nhiều yếu tố mang tính độc lập cao và đòi hỏi ngời thiết kế phải nắm bắt một
cách tổng quan công việc mình làm và phải vận dụng một cách sáng tạo những
kiến thức đã tích cóp đợc trong học tập và trên thực tế cũng nh những ảnh hởng
của các yếu tố bên ngoài đến thiết kế, thi công công trình, vận hành.
Để hoàn thiện đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo
tận tình của các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là thầy hớng
dẫn GS.TS. Lã Văn út .
Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắc chắn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự quan tâm, đóng góp ý kiến của
các thầy cô để đồ án đợc hoàn thiện hơn.
Chơng 1
V Vn Dng K43 - HT-N1 - 1 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
LƯẠ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1. tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt :
1.1.1:Chọn máy phát:

Số tổ máy phát điện: 4x100MW; cosϕ=0,8; U
đm
= 10,5 kV
Nhà máy là nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW.
 Ta chọn loại máy phát:TBΦ-120-2
Có thông số S
đm
= 125MVA cosϕ=0,8 I
đm
= 6,875kA U
đm
= 10,5 kV
1.1.2 : TÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt:
1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:
100
)%(
)(
tPSn
tS
dmF
NM
=
Σ
Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất tổng theo biểu đồ (theo %P
max
):
Vì vậy ta có bảng và đồ thị phụ tải toàn nhà máy như sau : Bảng 1.1
T 0-8 8-12
12-
14

14-
20
20-24
P%
75 80 100 85 75
P(t) MW
300 320 400 340 300
S(t) MVA
375 400 500 425 375
Hình 1.1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
2. Đồ thị tính toán tự dùng toµn nhµ m¸y :
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 2 - TC03 3055
500
425
375
375
400
S(MVA)
T(h)
8 12
14
20
24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Nhà máy là loại nhà máy nhiệt điện cho nên công suất tự dùng của nhà máy được tính
bằng công thức:







+=
Σ
Σ
dmF
tNM
td
dmF
td
S
tSP
tS
)(
.6,04,0
cos
.
100
%
)(
ϕ
α
Với đầu bài cho α
td
= 7%
Từ công thức trên ta có được bảng sau:
Bảng 1.2
T
0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
S

td
(t)
29.75 30.80 35.00 31.85 29.75
Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
3. Đồ thị tính toán phụ tải các cấp:
Công thức tính toán:
100
)%(
cos
max
)(
tP
x
P
tP
i
ϕ
=
a. Đồ thị tính toán phụ tải địa phương (đồ thị phụ tải máy phát):
Với P
max
= 16,8 MW; cosϕ=0,8;
áp dụng công thức trên ta có bảng và đồ thị sau: Bảng 1.3
T 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24
P%
65 80 100 85 70
P(t)
10.9
2
13.44

16.8
0
14.2
8
11.76
S(t)
13.6
5
16.80
21.0
0
17.8
5
14.70
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 3 - TC03 3055
S
td
(MVA)
29.75
30.8
35.0
31.85
29.75
8
12
14 20 24
T(h)
S(MVA)
T(h)
13.65

21.0
17.85
14.70
16.80
0
6
10
14
18 24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát.
b. Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 110kV:
Với P
max
= 215 MW cosϕ=0,8 ;
áp dụng công thức ta có được bảng và đồ thị: Bảng 1.4
T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
P%
75 95 85 100 75
P(t)
161.2
5
204.25
182.7
5
215.0
0
161.25
S(t)
201.5

6
255.31
228.4
4
268.7
5
201.56
Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 Kv
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 4 - TC03 3055
201.56
255.31
268.75
201.56
228.44
14
S(MVA)
T(h)
0
8
12
20 24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
4. Công suất phát về hệ thống:
Công thức tính toán công suất phát về hệ thống:
S
vềHT
(t)= S
toànNM
(t) – [ S
đph

(t) + S
UT
(t) + S
UC
(t) + S
td
(t)]
Với S
UC
(t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao.
Các số liệu của các phụ tải khác được tính ở trên ta có bảng tính công suất phát về
hệ thống như sau: Bảng 1.5
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
Toàn nhà máy
375 350 400 450 500 425 425 375
S
UF
13.7 16.8 16.8 21.0 21.0 17.9 14.7 14.7
S
UT
255.3 255.3 255.3 228.4 228.4 268.8 201.6 201.6
S
TD
29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75
S
về ht
76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129.0
Hình 1.5: Đồ thị toàn hệ thống
1.2CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY:

1. Nhận xét:
S
đph
max
= 16,8/0.8 = 21 MVA.
Ta thấy: S
đph
max
/ 2S
đmF
= 21/2*125=0,084=8,4%<15%
=> không cần sử dụng thanh góp U
F

Ta có: α = 0,5 (U
c
=220kV, U
T
=110kV)
=> ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 5 - TC03 3055
S(MVA)
375
400
500
425
375
76.3
48.1
97.1

169.8
215.6
106.6
176.9
129
SNM
SVHT
29.75
30.08
35
31.85
29.75
STD
13.65
16.8
21
17.8
5
14.7
SMF
T(h)
0
6
8
10 12
14 18
20
24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Do nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp là chủ yếu, nếu còn mới

phát công suất về hệ thống (cao áp 220kV),
Từ đồ thị phụ tải phía trung áp: S
Tmax
/S
Tmin
=268.75/201.56 => ta sử dụng 1 bộ máy
phát- máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp 110kV, công suất còn lại do các máy tự
ngẫu liên lạc đảm nhiệm
2. Xây dựng các phương án nối dây:
Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Số lượng máy phát điện nối vào thành góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều
kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm
bảo cung cấp đủ cho các phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung áp (trừ
phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể
cung cấp được).
- Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn dự trữ
quay của hệ thống.
- Chỉ được 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; có như vậy mới
tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công
suất phải chuyển qua hai 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 không cần điều kiện này.
- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các
bộ máy phát điện – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá
15% công suất của bộ.
- Máy biến áp 3 cuộn dây chỉ nên sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây
này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia. Đây không phải là điều
quy định mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây. Do đó nếu
công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả
năng tải của nó.

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu làm liên lạc hay
tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn.
- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai máy biến áp phía điện áp trung và
cao đều có trung tính trực tiếp nối đất (U≥110kV).
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 6 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
- Khi công suất tải trên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt
ít nhất hai máy biến áp.
- Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp 3 cuộn dây
vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận
hành song song.
Mô tả các phương án:
- Phương án I:
220kV
110kV
S
UF
S
td
S
td
S
td
S
td
S
T
- Phương án II:
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 7 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội

220kV
110kV
S
UF
Std Std
Std
S
T
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 8 - TC03 3055
ỏn mụn hc Nh mỏy in HBK H Ni
- Phng ỏn III:
220kV
110kV
Std
Std
S
T
Std
Std
Su
F
Su
F
Nhn xột: Phng ỏn ny s dng nhiu mỏy bin ỏp nờn vn u t ln vn hnh v
tớnh toỏn phc tp tớnh kinh t khụng m bo
Kết Luận:
Qua phân tích sơ bộ trên, ta quyết định để lại hai phơng án 1 và 2 để so sánh kinh
tế và chọn ra phơng án tối u.
V Vn Dng K43 - HT-N1 - 9 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội

Ch¬ng 2

TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 10 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
2.1 Xét phương án I:
220kV
110kV
S
UF
S
td
S
td
S
td
S
td
S
T
Hình 2.1
1. Chọn máy biến áp:
1. Chọn công suất máy biến áp:
-Bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây: Để lựa chọn kinh tế ta chọn máy biến
áp không điều chỉnh dưới tải.
Áp dụng công thức:
đmF
td
đmFđmB
S

n
S
SS
≈−≥
max
Do máy phát điện có S
đmF
= 125 MVA
=> Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau:
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 11 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
∆P
0
= 100.kW ; ∆P
N
= 400.kW ; I
0
%= 0,5
Trong việc lựa chọn bộ máy phát điện – máy biến áp ta không cần kiểm tra điều kiện
sự cố do mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp nếu hỏng sẽ loại bỏ cả bộ mà không vận
hành thiết bị còn lại trong bộ.
-Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải
Trong sơ đồ này như ta đã chọn ở phần trước thì đây là dạng sơ đồ không có thanh
góp do vậy ta sử dụng công thức sau để lựa chọn công suất tự ngẫu:
α
đmF
đmTN
S
S
≥

Với α - hệ số có lợi (α=0,5)
 S
đmTN
≥ 250 MVA.
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau:
∆P
0
= 120kW ; ∆P
N C-H
= 520kW ; I
0
%= 0,5
2. Kiểm tra sự cố:
a. Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc S
T
max
• Điều kiện:
Công thức: 2.K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ S
bộ
≥ S
T
max
 2 x 1,4 x 0,5 x 250 + 116.25 = 466.25 > S
T
max

= 268.75 MVA
• Phân bố công suất:
+ Phân bố công suất:
Cuộn trung áp: S
CT
= ½(S
T
max
– S
bộ
) = 76.3MVA
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– 1/2S
UF
– 1/4S
td
= 108.113 MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= 31.863 MVA Bảng 2.1.1
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT 69.531 69.531 69.531 56.094 56.094 76.3 42.656 42.656
CH

110.74 109.16 108.90 106.80
105.75
0
108.11
3
109.68
8
110.213
CC 41.21 39.63 39.37 50.71 49.656 31.863 67.031 67.556
Như vậy, tại thời điểm S
T
max
thì công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn cao và
cuộn trung, cuộn hạ mang tải lớn nhất.
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA => S
CH
= 108.113 < S
tt

+ Công suất thiếu S
thiếu
= S
về HT
- 2S
CC
= 42.825 MVA <Sdp = 384 MVA

Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 12 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Bảng 2.1.2
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
thiÕu
-22.31 -47.31 1.90 51.90 98.750 26.113 26.113 -22.313
b. Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm S
T
max
:
• Điều kiện: S
bộ
=S
đmMF
-S
td
/4 =125-35/4=116.25 MVA
Công thức: K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ 2S
bộ
= 407.5 ≥ S
T
max
= 268.75 MVA
• Phân bố công suất cho tự ngẫu:

Cuộn trung áp: S
CT
= S
T
max
– 2.S
bộ
= 36.25 MVA
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– S
UF
- S
td
/4 = 98.4 MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= 62.15 MVA Bảng 2.1.3
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT 22.81 22.81 22.81 -4.06 -4.06 36.25 -30.94 -30.94
CH 102.60 99.45 99.45 95.25 95.25 98.40 101.55 101.55
CC
79.79 76.64 76.64 99.31 99.313 62.150
132.48

8
132.488
Như vậy công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn trung và cuộn cao, cuộn hạ mang tải
lớn nhất.
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA
S
nt
= α (S
CH
+ S
CT
) = 67.325 MVA
Ta thấy S
nt
< S
tt
= 125 MVA
+ Công suất thiếu S
thiếu
= S
về HT
- S
CC
Bảng 2.1.4
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S

thiÕu
-3.50 -28.50 20.45 70.45
116.25
0
44.400 44.400 -3.500
c. Sự cố hỏng một tự ngẫu tại thời điểm S
T
min
:
• Điều kiện:
K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ 2S
bộ
= 407.5 ≥ S
T
min
= 201.6 MVA
• Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: S
CT
= S
T
min
– 2.S
bộ
= -30.94 MVA

Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 13 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– S
UF
- S
td
max
/4 = 102.338 MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= 133.275 MVA
Công suất đi từ phía cuộn hạ và cuộn trung vào cuộn cao, cuộn cao mang tải lớn nhất
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA
S
nt
= α (S
CH
+ S

CT
) = 35.699MVA
=> S
nt
< S
tt
3 Tính tổn thất điện năng:
a. Phân bố công suất:
S
bộ
= S
đmf
– 1/n S
td
Bảng 2.1.5
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
TD
29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75
S
bộ
117.5
6
117.5
6
117.3
0
117.3
0
116.2

5
117.0
4
117.0
4
117.56
Trên MBA tự ngẫu liên lạc:
Bảng 2.1.6
b.Tính tổn thất điện năng:
• Đối với bộ máy phát – máy biến áp:
Công thức tính: ∆A
bộ
= ∆P
0
.t + ∆P
N
.
2








đm
bô
S
S

.t
Bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 100kW, ∆P
N
= 400 kW
Ta có bảng sau (tính trong 1 ngày)
Bảng 2.1.7
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
S
bộ
=
117.5
6
117.5
6
117.3
0
117.30
116.25
0
117.03
8
117.03
8
117.563
∆A =
2.72 0.91 0.90 0.90 0.892 1.803 0.901 1.815
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 14 - TC03 3055

T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
Sc
100.64 99.07 98.54
109.8
8
107.78
1
90.775
125.94
4
126.994
St
10.09 10.09 10.36 -3.08 -2.03 17.34 -16.26 -16.78
Sh
110.74 109.16 108.90
106.8
0
105.75
0
108.11
3
109.68
8
110.213
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
• Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
∆A
bộ
= ∆P
0

.t +
i
đmTN
HaHNTrungTNCaoCN
t
S
SPSPSP
.

2
222
∑
−−−
∆+∆+∆
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
∆P
0
= 120kW ∆P
N
CT
= 520 kW => ∆P
N
C
= ∆P
N
T
= ∆P
N
H
=1/2 ∆P

N
CH
= 260 kW
Bảng 2.1.8
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
∆A=
1.28 0.42 0.42 0.44 0.430 0.817 0.474 0.955
Tổng tổn thất điện năng trong năm: ∆A = 11742.274 MWh
2.2 Xét phương án II:
220kV
110kV
S
UF
Std Std
S
T
Std
Std
Hình 2.2
1 Chọn máy biến áp:
a. Chọn công suất máy biến áp:
Tương tự như phương án I ta cũng chọn máy phát điện có S
đmF
= 125 MVA
=> Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau:
∆P
0
= 100.kW ; ∆P
N

= 400.kW ; I
0
%= 0,5 ;U
N
=10.5%
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 15 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Và máy biến áp TДЦ 125 - 242/10,5 có các thông số như sau:
∆P
0
= 115.kW ; ∆P
N
= 380.kW ; I
0
%= 0,5% U
N
%=11%
- Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau:
∆P
0
= 120kW ; ∆P
N C-H
= 520kW ; I
0
%= 0,5
2 . Kiểm tra sự cố:
a. Sự cố 1: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc S
T
max

• Điều kiện:
Công thức: 2.K
qtải
sc
.α.S
đmTN
≥ S
T
max
 2x1,4 x 0,5x 250 = 350 > S
T
max
= 268.75 MVA
• Phân bố công suất:
+ Phân bố công suất:
Cuộn trung áp: S
CT
= ½(S
T
max
) = 134.375MVA
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– 1/2S
UF
– 1/4S
td
max

= 107.325MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= -27.05 MVA Bảng2. 2.1
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT
100.78
1
127.65
6
127.65
6
114.21
9
114.21
9
134.37
5
100.78
1 100.781
CH
109.42
5
107.85
0

107.85
0
105.75
0
105.75
0
107.32
5
108.90
0 108.900
CC
8.644 -19.806 -19.806 -8.469 -8.469 -27.050 8.119 8.119
Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ vào cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn nhất
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA
S
ch
= S
CH
+ α.S
CC
= 93.8 MVA => Sch < Stt
+ Công suất thiếu S
thiếu
= S
về HT
- 2S

CC
– S
bộ
= 27.688 MVA Bảng2. 2.2
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
thiÕu
-19.688 -19.688 4.000
104.00
0 98.750 27.688 27.688 -19.688
b. Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm S
T
max
:
• Điều kiện:
Công thức: K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ S
bộ
= 292.038 ≥ S
T
max
= 268.75 MVA
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 16 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
• Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: S

CT
= S
T
max
– S
bộ
= 152.5 MVA
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– S
UF
- S
td
max
/4 = 98.4 MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= -54.1MVA
Bảng2. 2.3
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT
85.313
139.06
3

139.06
3
112.18
8
112.18
8
152.50
0 85.313 85.313
CH
102.60
0 99.450 99.450 95.250 95.250 98.400
101.55
0 101.550
CC
17.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238
Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ về phía cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn
nhất.
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA
S
ch
= S
CH
+ α.S
CC
= 71.35 MVA
Như vậy S

ch
< S
tt
+ Công suất thiếu S
thiếu
= S
về HT
- S
CC
– S
bộ
= 16.563 MVA
Bảng2. 2.4
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
thiÕu
3.831 -24.619 -0.406
110.93
1
107.78
1
16.56
3
51.73
1 3.306
3. Tính tổn thất điện năng:
a. Phân bố công suất:
- Phân bố công suất trên bộ máy phát – máy biến áp phía trung:S
bộ
= S

đmf
– 1/n S
td
Bảng2. 3.1
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
TD
29.750 29.750 30.800 30.800 35.000 31.850 31.850 29.750
S
bộ
117.56
3
117.56
3
117.30
0
117.30
0
116.25
0
117.03
8
117.03
8 117.563
- Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng2.
3.2
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 17 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Sc

68.738 40.288 39.894 51.231 49.656 32.256 67.425 68.213
St
42.000 68.875 69.006 55.569 56.094 75.856 42.263 42.000
Sh
110.73
8
109.16
3
108.90
0
106.80
0
105.75
0
108.11
3
109.68
8 110.213
- Trên bộ máy phát – máy biến áp phía cao: S
bộ
= S
bộtrung
b. Tính tổn thất điện năng:
• Đối với bộ máy phát – máy biến áp:
Công thức tính: ∆A
bộ
= ∆P
0
.t + ∆P
N

.
2








đm
bô
S
S
.t
Bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 100 kW, ∆P
N
= 400 kW ta tính giống như
phương án 1.
Đối với bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 115 kW, ∆P
N
= 380 kW cũng từ công
thức trên ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng2.3.3
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
S

bộ
=
117.56
3
117.56
3
117.30
0
117.30
0
116.25
0
117.03
8
117.03
8 117.563
∆A =
2.707 0.902 0.899 0.899 0.887 1.793 0.896 1.805
• Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc:
∆A
bộ
= ∆P
0
.t +
i
đmF
HaHNTrungTNCaoCN
t
S
SPSPSP

.

2
222
∑
−−−
∆+∆+∆
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
∆P
0
=120 kW ∆P
N
CT
= 520 kW => ∆P
N
C
= ∆P
N
T
= ∆P
N
H
=1/2 ∆P
N
CH
=260 kW
Bảng2.3.4
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
∆A=

1.188 0.392 0.392 0.382 0.380 0.788 0.393 0.789
Tổng tổn thất điện năng trong năm: ∆A = 11331,404 MWh
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 18 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Ch¬ng 3
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
I)Tính toán các điện kháng trong hệ đơn vi tương đối:
Chọn hệ cơ bản với các đại lượng như sau:
S
cb
= 100 MVA
Ucb = Utb các cấp:
Trong đó:
Cấp 220 kV: Utb220 = 230 kV
Cấp 110 kV: Utb110 = 115,5 kV
Cấp 10,5 kV: Utb10,5 = 11 kV
1.1)Điện kháng hệ thống.
Điện kháng hệ thống trong hệ tương đối cơ bản được tính như sau:
023,0
4300
100
*
===
N
CB
HT
S
S
X
1.2)Tính điện kháng đường dây 220 kV.

Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có:
Xdây = 0,4 Ω/km
Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản:
036,0
230
100
944,05,0
U
S
.l.X.5,0X
22
cb
CB
dayd
===
xx
1.3)Điện kháng máy phát.
 Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện
kháng siêu quá độ. Với máy phát TBΦ-120-2
Có thông số S
đm
= 125MVA, cosϕ=0,8, I
đm
= 6,875kA, U
đm
= 10,5 kV
Xd” = 0,192 và S
Fđm
= 125 MVA ta tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản :
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 19 - TC03 3055

Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
154,0
125
100
.192,0
"
===
Fdm
cb
dF
S
S
XX
1.4)Điện kháng máy biến áp 2 cuôn dây.
Fdm
cbN
B
S
S
.
100
%U
X
=
Với MBA loại TДЦ 125 - 121/10,5 ta có:
U
N
% = 10,5%
S
Bđm

= 125 MVA
Do đó:
084,0
125
100
.
100
5,10
S
S
.
100
%
Fdm
cb
===
N
U
B
X
1.5)Điện kháng máy biến áp tự ngẫu.
Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây:
( )
%U%U%U
2
1
%U
HN.THN.CT-N.CNC
−−
−+=

( )
%U%U%U
2
1
%U
HN.CHN.TT-N.CNT
−−
−+=
( )
%U%U%U
2
1
%U
T-N.HN.CH-N.TNH C
−+=
−
Với MBA tự ngẫu 3 pha loại: ATДЦTH 250 ta có
U
N.C-T
= 11% ; U
N.C-H
= 32% ; U
N.T-H
= 20%
Từ đó tính được:
( )
%5,11203211
2
1
%U

NC
=−+=
( )
0322011
2
1
%U
NT
=−+=
=0
( )
%5,20113220
2
1
%U
NC
=−+=
Điện kháng tương đối định mức các cuộn dây MBA tự ngẫu:
046,0
250
100
.
100
5,11
S
S
.
100
%
TNdm

cb
===
NC
U
C
X
0
250
100
.
100
0
S
S
.
100
%
TNdm
cb
===
NT
U
T
X
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 20 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
082,0
250
100
.

100
5,20
S
S
.
100
%
TNdm
cb
===
NH
U
H
X
II)Tính toán ngắn mạch.
Việc lựa chọn điểm ngắn mạch tính toán dựa theo yêu cầu lựa chọn thiết bị
điện. Thông thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau,
vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để
chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó.
A. PHƯƠNG ÁN 1
Hình 3.1.1
Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp.
Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống.
Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của
nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy.
Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy
phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn
mạch
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 21 - TC03 3055
N

1
N
2
N
3
N
3
’
N
4
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương xét điểm ngắn mạch N4 với nguồn
cung cấp là toàn bộ nhà máy và hệ thống.
a)Tính ngắn mạch cho điểm N1.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
Hình 3.1.2
Các thông số có các trị số như sau:
X
1
= X
HT
= 0,023
X
2
= X
D
= 0,036
X
3
= X

6
= X
C
= 0,046
X
4
= X
7
= X
H
= 0,082
X
5
= X
8
= X
10
= X
12
= X
F
= 0,154
X
9
= X
11
= X
B
= 0,84
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn:

Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 22 - TC03 3055
E
HT
X
1
X
2
N
1
X
3
X
4
X
5
X
6
X
7
X
8
X
9
X
10
X
11
X
12
E

1
E
2
E
3
E
4
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Hình 3.1.3
X
13
= X
1
+ X
2
= 0,049
X
15
= X
14
= X
4
+ X
5
= 0,236
X
17
= X
16
= X

9
+ X
10
= 0,238
Ghép song song các nhánh ta thu được sơ đồ sau:
Hình 3.1.4
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 23 - TC03 3055
E
HT
X
13
X
3
X
14
X
6
X
15
X
16
X
17
E
1
E
2
E
3
E

4
N
1
E
HT
X
13
X
18
X
19
X
20
N
1
E
12
E
34
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Trong đó:
119,0
2
238.0
2
16
20
===
X
X

118,0
2
236,0
2
14
19
===
X
X
023,0
2
046,0
2
3
18
===
X
X
Tiếp tục biến đổi về dạng đơn giản cuối cùng:
Hình 3.1.5
082,0
119,0118,0
119,0.118,0
023,0
.
2019
2019
1821
=
+

+=
+
+=
XX
XX
XX
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến
điểm ngắn mạch được tính như sau:
568.1
100
3200
049,0
13
===
cb
HTdm
HTtt
S
S
XX
41,0
100
1254
082,0
21
===
Σ
x
S
S

XX
cb
Fdm
NMtt
Tra đường cong tính toán, ứng với máy phát tuabin hơi tiêu chuẩn ta tìm được
dòng điện ngắn mạch từ hệ thống và từ phía máy phát đến điểm ngắn mạch trong hệ
đơn vị tương đối định mức:
I
HT*
(0) = 0,64
I
NM*
(0) = 2,4
Trong hệ đơn vị có tên, các dòng điện này có trị số:
( ) ( )
kA
U
S
II
tb
HTdm
HTHT
14.5
230.3
3200
64,0
.3
00
*
===

( ) ( )
kA
U
S
II
tb
Fdm
NMNM
01.3
230.3
125.4
.4,2
.3
00
*
===
Σ
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 24 - TC03 3055
E
1234
X
21
X
13
E
HT
N
1
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số:

I
N1
(0) = I
HT
(0) + I
NM
(0) = 5.14 + 3.01 = 8.15 kA
Tính tương tự ta có:
I
N1
(0,1) = 7.44 kA I
N1
(0,2) = 7.21 kA
I
N1
(0,5) = 6.94kA I
N1
(1) = 6.918 kA
Dòng ngắn mạch xung kích tại N1:
i
xkN1
= √2 .k
xk
.I
N1
(0) = √2.1,8.8.15 = 20,75 kA
b)Tính ngắn mạch cho điểm N2.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
Hình 3.1.6
Các thông số có các trị số như sau:

Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 25 - TC03 3055
N
2
E
HT
X
1
X
2
X
3
X
4
X
5
X
6
X
7
X
8
X
9
X
10
X
11
X
12
E

1
E
2
E
3
E
4