đồ án nhà máy điện và trạm biến áp

NH MY IN V TRM BIN P.
Chơng i
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần quan trọng trong
nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá
trình tính toán sau. Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất gần đúng theo
công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công
suất các cấp không khác nhau nhiều.
1.1. Chọn máy biến áp
Nhà máy điện gồm 5 tổ máy phát, công suất mỗi máy 600MW ta sẽ
chọn các máy phát cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5KV.
Loại MP
Thông số định mức Điện kháng
Loại kích từ
PMW SMVA NV/P UKV Cosep I(A) X
d''
X
d'
X
d
TB60 2
60 75 3000 10,5 0,8 4,1 0,132 0,24 2,2 BT-450-300
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.2.1. Cấp điện áp máy phát: U
đm
= 10,5 KV
Ta tính theo công thức:
( )
( )
( )
( )

UF max
UF t
UF
UF t
P% t
P P
100
P t
S
cos
=
=

P
max
= 10MW
cos = 0,85
Do đó ta có bảng biến thiên công suất phụ tải nh sau: B1-2
t(h) 0 - 6 6 -12 12 - 18 18 - 20 20 - 24
P(%) 80 100 70 80 60
P
I
(MW) 8 9 7 8 6
S
UF
(MVA) 9,41 11,76 8,2 9,41 7,1
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
1
NH MY IN V TRM BIN P.
đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát

1.2.2. Cấp điện áp trung áp 110KV
P
max
= 105 MW; cos = 0,87
Công thức tính:
( )
( )
( )
( )
T max
T t
T
UT t
P% t
P P
100
P t
S
cos
=
=

Bảng 1- 3
t(h) 0 - 8 8 -12 12 - 16 16 - 20 20 - 24
P(%) 60 70 100 80 60
P
I
(MW) 63 73,5 105 84 63
S
UT

(MVA) 72,41 84,48 120,68 96,55 72,41
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
2
S(MVA)
9,412
11,76
8,82
9,41
7,1
0 6 12 18 20 24 t(h)
NH MY IN V TRM BIN P.
1.2.3. Cấp điện cấp điện áp 220KV
P
max
= 130 MW; cos = 0,86
Công thức tính:
( )
( )
T
UC t
P t
S
cos
=

Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải.
Bảng 1-3:
t(h) 0 - 8 8 -12 12 - 18 18 - 24
P(%) 70 100 80 60
P

i
(MW) 91 130 104 78
S
UT
(MVA) 105,81 151,162 120,93 105,81
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
3
( )
( )
T max
UC t
P% t
P P
100
=
72,41
0 6
S(MVA)
96,55
12 18
120,68
20 24
72,41
84,48
t(h)
0 18
105,81
8 12
120,93
S(MVA)

151,163
t(h)
24
105,81
NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.
1.2.4. Phô t¶i toµn nhµ m¸y.
P
max
= 60 MW; cosϕ = 0,86

( )
( )
T max
NM t
P% t
P P
100
=
, MW víi P
max
= 300MW
( )
( )
NM
NM t
P t
S
cos
=
ϕ

, MVA
B¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt phô t¶i toµn nhµ m¸y.
B¶ng 1 - 4:
t(h) 0 - 7 7 -12 12 - 20 20 - 24
P(%) 80 90 100 80
P
i
(MW) 240 270 300 240
S
NM
(MVA) 297,4 313,95 348,83 279
NguyÔn V¨n Phßng - Trêng §¹i häc BK Hµ Néi - Bé m«n HT§ - Líp HT§ N1 - K38
4
348,83
0 7
279
12
313,95
S(MVA)
20 24
300
t(h)
NH MY IN V TRM BIN P.
1.2.5. Tự dùng của nhà máy.
Công suất tự dùng của nhà máy có thể tính theo công thức:
( )
( )
nm
NM
td

td NM
S t
P
%
P t 0,4 0,6
100 cos S


= +



Trong đó:
+ = 6% là phần trăm điên tự dùng của nhà máy.
+ 0,4 là % công suất tự dùng không phụ thuộc vào phụ tải của nhà máy.
+ 0,6 là 60% công suất tự dùng thay đổi theo phụ thuộc của nhà máy ở
từng thời điểm t.
Từ đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị điện tự dùng nh sau:
Bảng 1 - 5:
t(h) 0 - 7 7- 12 12 - 20 20 - 24
S
TD
(MVA) 16,744 18,83 20,93 16,744
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
5
NH MY IN V TRM BIN P.
1.2.6. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát vào hệ thống.
Bỏ qua tổn thất công suất, từ phơng trình cân bằng công suất ta có:
Công suất hệ thống:
S

HT
(t) = S
NM
(t) - S
UF
(t) - S
UC
(t) - S
TD
(t), từ đó ta có bảng tính phụ tải và
cân bằng công suất toàn nhà máy.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
6
20,33
0
7
16,744
12
18,83
S(MVA)
20
24
16,744
t(h)
NH MY IN V TRM BIN P.
Bảng 1.6:
Công suất
Thời gian
0 - 6 6 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 24
S

NM
(t) (MVA) 297,94 313,92 313,92 348,8 348,8 348,8 279,94
S
UF
(t) (MVA) 9,412 11,76 11,76 8,2 8,2 9,41 7,1
S
UT
(t) (MVA) 72,41 72,41 84,48 120,68 96,55 96,55 72,41
S
UC
(t) (MVA) 105,81 105,81 151,162 120,93 120,93 105,81 105,81
S
TD
(t) (MVA) 16,744 16,744 18,83 20,93 20,93 20,93 16,744
S
HT
(t) (MVA) 75,564 107,196 47,688 78,26 102,19 116,1 77,876
Công suất phía cao áp đợc xác định từng khoảng thời gian nh sau:
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
7
0 6 8 12 16 18 20 24 t(h)
75,564
107,196
47,688
78,26
102,19
77,876
116,1
S(MVA)
NH MY IN V TRM BIN P.

S
C

(t) = S
UC
(t) + S
HT
(t)
Kết quả tính toán ở bảng 1.7
Công suất
Thời gian
0 - 6 6 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 24
S
C

(MVA)
157,184 167,074 163,806 231,625 231,625 209,505 157,187
Bảng tổng kết các giá trị phụ tải cực đại (S
max
) và cực tiểu (S
min
) của các
loại công suất (MVA):
Công suất S
TD
S
UF
S
UT
S

UC
S
HT
S
NM
S
C

S
max
(MVA) 20,93 11,765 120,68 151,163 110,695 348,8 231,625
S
min
(MVA) 16,74 7,1 72,41 105,81 47,688 279,94 157,187
Đồ thị phụ tải tổng hợp: Biểu đồ của các loại công suất trên cùng một
trục thời gian, giá trị của từng loại công suất riêng biệt và đợc vẽ chồng lên
nhau khoảng cách giữa 2 đồ thị của 2 công suất kề nhau là giá trị của loại
công suất tơng ứng. Giá trị thực của từng loại công suất đợc ghi cụ thể phía
trên đờng đồ thị ở từng khoảng thời gian. Đồ thị tránh sự chồng chéo nhau
giữa các loại công suất.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
8
NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.
NguyÔn V¨n Phßng - Trêng §¹i häc BK Hµ Néi - Bé m«n HT§ - Líp HT§ N1 - K38
9
NH MY IN V TRM BIN P.
Chơng II
Xác định các phơng án nối dây - chọn máy biến áp
1. Xác định các phơng án.
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng

trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quy định đặc tính kinh tế và kỹ
thuật của nhà máy thiết kế. Cơ sở để vạch ra các phơng án là bảng phụ tải tổng
hợp. Đồng thời tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung.
- Phụ tải máy phát không lớn 11,765 MVA so với công suất của 1 máy
phát thì lợng công suất này chiếm tỷ lệ là:
UF max
tmF
S
11,765
100% 15,687% 20%
S 75
= = <
Lợng công suất này sẽ đợc lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát của các
bộ. Vậy trong các phơng án sẽ không cần dùng thanh góp điện áp máy phát
mà sẽ dùng các sơ đồ nối bộ máy phát và máy biến áp.
- Tổng công suất phía cao áp (gồm S
UC
và S
HT
) tơng đối lớn:
S
C

max
= 231,625 MVA.
S
C

min
= 157,184 MVA.

Nên có thể ghép nhiều bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 220kV.
- Công suất phụ tải trung áp 110kV:
S
UTmax
= 120,69 MVA
S
UTmin
= 72,41MVA
Nên có thể ghép 2 bộ máy phát và máy biến áp vào thanh góp 110kV vì
phụ tatỉ cực tiểu này lớn hơn công suất định mức của một máy phát hoặc cũng
có thể lấy từ bên thanh góp 220kV qua máy biến áp liên lạc.
- Cấp điệ áp cao áp (220kV) và trung áp (110kV) là lới trung tính trực
tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có
lợi hơn.
- Công suất phát lên của hệ thống.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
10
NH MY IN V TRM BIN P.
S
HTmax
= 110,695 MVA
S
HTmin
= 57,999 MVA
Trong khi đó công suất dự trữ quay của hệ thống là:
S
dt
= 7% x 4000 = 280 MVA.
Do đó những biến động về công suất của NM cũng đều không ảnh hởng
tới công suất của hệ thống.

- Tổng công suất phía cao áp S
C

max
= 231,625 MVA không nhỏ hơn
nhiều dự trữ quay của hệ thống do đó cần đặt 2 MB tự ngẫu liên lạc.
- Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tốt nh vị trí
nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nguyên liệu. Riêng về phần điện nhà máy
hoàn toàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có.
Từ các nhận xét trên ta có thể đề xuất các phơng án nối dây sau:
Phơng án I:
a. Sơ đồ nối dây.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
11

F
3
B
3

F
4
B
4

F
1

F
2

B
1
B
2

F
5
B
5
220kV 110kV
231,625
MVA
157,184
120,69
MVA
72,41
HT
NH MY IN V TRM BIN P.
b. Thuyết minh.
Xuất phát từ yêu cầu tổng công suất phía cao áp S
C

lớn nên phía thanh
góp 220kV ghép trực tiếp 2 bộ máy phát điện và máy biến áp (F
3
- B
3
) và
(F
4

- B
4
) cung cấp công suất trực tiếp cho phụ tải cao áp.
Làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dòng 2 bộ máy phát
điện và máy biến áp tự ngẫu (F
1
- B
1
) và (F
2
- B
2
) hai bộ này làm nhiệm vụ cc
cho phụ tải cao áp, vừa liên lạc cung cấp công suất cho thanh góp 110kV.
- Phía thanh góp 110kV của ghép trực tiếp 1 bộ máy phát điện - máy
biến áp (F
5
- B
5
) cung cấp cho phụ tải trung áp.
- Phụ tải địa phơng đợc trích ra từ đầu cực 2 máy phát F
1
và F
2
nối với
cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
.

Với phơng án này vào giờ cao điểm (S
UTđm
= 120,69MVA) thì bộ F
5
-B
5
chỉ cung cấp đợc 1/2 công suất yêu cầu cho phụ tải trung áp, phần còn lại đợc
cấp từ các máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
. Nh vậy luôn tận dụng đợc khả năng
phát công suất định mức của bộ F
5
- B
5
.
Các bộ F
3
- B
3
và F
4
- B
4
cũng nh các bộ liên lạc F
1
-B
1
và F

2
-B
2
phát
công suất trực tiếp lên thanh góp cao áp và truyền tải sang thanh góp 11-kV
nên tổn thất trong các máy biến áp B
1
, B
2
, B
3
, B
4
tơng đối thấp.
Sơ đồ đảm bảo tính cung cấp điện. Tuy nhiên do có 2 bộ máy phát điện
và máy biến áp nối với thanh góp 220kV nên vốn đầu t cho thiết bị tơng đối
lớn, đắt tiền. Để khắc phục điều này ta xét phơng án 2.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
12
NH MY IN V TRM BIN P.
Phơng án 2:
a. Sơ đồ nối dây.
b. Thuyết minh.
Xuất phát từ yêu cầu giảm vốn đầu t về thiết bị ở phơng án này ta ghép
các bộ F
3
- B
3
, F
4

- B
4
và F
5
- B
5
nối trực tiếp với thanh góp 110kV.
- Phía thanh góp 220kV, ta ghép 2 bộ máy phát điện - máy biến áp tự
ngẫu (F
1
- B
1
) và (F
2
- B
2
) hai bộ này làm nhiệm vụ cung cấp công suất cho
phụ tải cao áp, vừa liên lạc với thanh góp 110kV.
Các bộ F
3
- B
3
, F
4
- B
4
và F
5
- B
5

có nhiệm vụ cung cấp trực tiếp công
suất cho phụ tải trung áp, phần còn lại thông qua máy biến áp tự ngẫu liên lạc
B
1
và B
2
, truyền công suất sang thanh góp 220kV cung cấp cho phụ tải cap áp
và phát công suất về hệ thống.
Phụ tải địa phơng đợc tách ra từ đàu cực 2 máy phát F
1
và F
2
nối với
cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
13
NH MY IN V TRM BIN P.
Phơng án này có vốn đầu t thiết bị thấp hơn nhiều so với phơng án 1 vì
không có bộ máy phát - máy biến áp hai dây quấn nối trực tiếp vốn thanh góp
cao áp. Tuy nhiên vào giờ thấp điểm thì bên thanh góp 110kV thừa một lợng
công suất rất lớn do 3 bộ F
3
- B
3
, F
4

- B
4
và F
5
- B
5
phát định mức. Lợng công
suất này phải truyền qua các biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
và B
2
để phát lên
thanh góp 220kV và về hệ thống. Do đó tổn thất công suất và tổn thất điện
năng tăng lên đáng kể. Vì vậy ta cần phải cân nhắc lựa chọn nguồn vốn đầu t
và tổn thất xem vấn đề nào có lợi hơn.
Phơng án 3.
a. Sơ đồ nối dây.
b. Thuyết minh.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
14
NH MY IN V TRM BIN P.
Xuất phát từ yêu cầu giảm bớt tổn thất công suất và điện năng của các phơng
án 2, ở phơng án này ngoài 2 bộ liên lạc (F
1
- B
1
) và (F
2
- B
2

) nối với thanh góp
220kV và bộ F
3
- B
3
bộ này phát trực tiếp công suất lên thanh góp 220kV.
Hai bộ F
4
- B
4
và F
5
- B
5
nối với thanh góp 110kV có nhiệm vụ phát
công suất cho phụ tải trung áp, phần còn lại đợc truyền qua các biến áp tự
ngẫu liên lạc B
1
và B
2
phát về hệ thống.
Phụ tải địa phơng đợc tách ra từ đầu cực 2 máy phát F
1
và F
2
nối với
cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B
1
và B
2

. Với phơng án này thì tổn thất công
suất và tổn thất điện năng có giảm hơn nhiều so với phơng án 2 nhng lại do có
bộ F
3
- B
3
nối trực tiếp với thanh góp cao áp 220kV nên vốn đầu t lại tăng lên
so với phơng án 2. Do đó ta cũng cần phải cân nhắc lựa chọn giữa vốn đầu t và
tổn thất xem vấn đề nào có lợi hơn.
Phơng án 4.
a. Sơ đồ nối dây.
b. Thuyết minh.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
15
NH MY IN V TRM BIN P.
Xuất phát từ yêu cầu giảm bớt vốn đầu t thiết bị và giảm bớt tổn thất
công suất và điện năng của các phơng án 1 và 2 ở phơng án này ta ghép song
song các máy phát F
1
và F
2
; F
3
và F
4
sau đó nối bộ với các máy biến áp tự
ngẫu liên lạc ta đợc 2 bộ (F
1
+ F
2

) - B
1
và (F
3
+ F
4
) - B
2
. Hai bộ này làm nhiệm
vụ phát công suất cung cấp cho phụ tải cao áp và hệ thống đồng thời truyền
công suất sang thanh góp 110kV cung cấp cho phụ tải trung áp cùng với bộ F
5
- B
3
nối trực tiếp vào thanh góp 110kV.
- Phụ tải địa phơng đợc trích ra từ đầu cực 2 bộ máy phát (F = F
2
) và (F
3
+ F
4
) nối với cuộn hạ áp máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
.
Phơng án này chỉ dùng có 3 máy biến áp. Do đó vốn đầu t cũng nh các
tổn thất giảm nhiều so với các phơng án khác.
Tuy nhiên do việc ghép song song các máy phát (F
1

+ F
2
) và (F
3
+ F
4
)
mà các máy phát lại có công suất lớn, mà công suất chọn cho các máy biến áp
tự ngẫu liên lạc B
1
và B
2
là quá lớn. Không thể chọn đợc máy biến áp tự ngẫu
ba pha mà phải dùng máy biến áp tự ngẫu 1 pha nên giá thành sẽ rất đắt và
vận hành không hiệu quả ở cấp 220kV này.
Kết luận:
Qua phân tích nhận xét các phơng án đã nêu ta đi đến một số kết luận
sau đây:
- Đối với phơng án 1 thì vốn đầu t quá lớn, sơ đồ thanh góp 220kV sẽ
phức tạp, đắt tiền.
- Đối với phơng án 4 thì tuy sơ đồ đơn giản, ít máy biến áp nhng công
suất của máy biến áp tự ngẫu 3 liên lạc quá lớn không thể chọn đợc máy biến
áp tự ngẫu 3 pha mà phải dùng máy biến áp tự ngẫu 1 pha nên giá thành sẽ rất
đắt.
Từ 2 lý do trên ta loại bỏ phơng án 1 và 4 giữ lại phơng án 2 va fpa 3 để
tiếp tục tính toán. So sánh các chỉ tiêu kỹ, kỹ thuật và chọn lấy 1 phơng án tối
u nhất để hoàn thành thiết kế. Và từ đây để thuận tiện cho tên gọi phơng án ta
đổi tên phơng án 2 thành phơng án 1 và đổi tên phơng án 3 thành phơng án 2
trong quá trình tính toán chọn phơng án tối u.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38

16
NH MY IN V TRM BIN P.
II. Tính toán chọn máy biến áp cho các phơng án
A. Đối với phơng án 1.
A.1. Chọn máy biến áp.
* Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây B
3
, B
4
, B
5
.
- Điều kiện chọn S
đm
S
đmF
= 75MVA.
- Căn cứ điều kiện ta chọn các máy biến áp B
3
, B
4
, B
5
cùng 1 loại -80-
121/10,5 có các thông số kỹ thuật sau:
Bảng A1.a.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
17
NH MY IN V TRM BIN P.
S

đm
(MVA)
U
C
(kV)
U
H
(kV)
P
0
(kW)
P
N
(kW)
U
N
% I
0
%
Giá thành
10
9
VNĐ
80 121 10,5 100 400 10,5 0,5 7
* Máy biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
và B
2
.
- Điều kiện chọn S

đmB2
= S
đmB3

1
0,5
S
đmF
=
220 110
0,5
220

=
- Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu.
Vậy S
đmB2
= S
đmB3

75
0,5
= 150MVA.
Ta chọn loại ATTH125 - 242/121/10,5 có các thông số sau:
Bảng A.1.b.
S
đm
MVA
Điện áp cuộn dây (kV) Tổn thất (kW) U
N

%
I%
Giá thành
10
9
VNĐ
C T H
P
0
P
N
C-T
C-T C-H T-H
160 242 121 10,5 120 520 11 32 20 0,5 21,5
A.2. Phân bố công suất tải cho các máy biến áp.
Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho bộ F
3
- B
3
, F
4
- B
4
và F
5
- B
5
vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm tức là các bộ này phát công
suất định mức suốt năm. Lợng công suất thừa từ thanh góp 110kV đợc truyền
tải qua máy biến áp tự ngẫu liên lạc B

1
và B
2
lên thanh góp 220kV.
Phân bố lợng công suất nh sau:
+ Đối với máy biến áp 2 dây quấn B
3
, B
4
, B
5
:
S
B3
= S
B4
= S
B5
= S
đmF
- S
TDmax
= 75 -
20,93
5
= 70,814 MVA
+ Đối với các máy biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
và B
2

.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
18
NH MY IN V TRM BIN P.
Công suất truyền qua các cuộn dây ở từng thời điểm nh sau:
Cuộn cao: S
CB1
(t) = S
CB2
(t) =
C
1
S (t)
2

Cuộn trung: S
TB1
(t) = S
TB2
(t) =
[ ]
UT B3 B 4 B5
1
S (t) (S S S )
2
+ +
Cuộn hạ: S
HB1
(t) = S
HB2

(t) = S
T
(t) + S
C
(t).
Ta có bảng phân bổ công suất trong các biến áp nh sau:
Bảng A.2.a.
MBA
S
(MVA)
Thời gian
0 - 6 6 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 24
B
3
.B
4
.B
5
S
C
= S
H
70,814 70,814 70,814 70,814 70,814 70,814 70,814
S
C
78,529 83,537 81,903 115,812 115,812 109,759 78,529
B
1
.B
2

S
T
-57,921 -45,876 -45,876 -63,980 -63,981 -57,920 -70
S
H
20,608 37,661 36,03 51,831 51,831 51,831 8,5

Từ các kết quả trong bảng ta thấy rằng phụ tải của cuộn trung áp của
các máy biến áp liên lạc ở các thời điểm đều mang dấu (-), điều này có nghĩa
rằng trong tình trạng làm việc bình thờng thì các máy liên lạc này phải làm
nhiệm vụ tải công suất từ các máy phát F
1
; F
2
ghép bộ với các máy biến áp
này từ cuộn hạ áp lên cao áp.
Ta có:
S
đmB1.B2
= 160MVA và S
ttB1.B2
= 80MVA.
Nh vậy ở tất cả các thời điểm trong ngày thì:
S
Cmax
< S
đm
và S
Tmax
; S

Hmax
< S
tt
.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
19
NH MY IN V TRM BIN P.
Tức là các máy biến áp tự ngẫu liênlạc B
1
, B
2
làm việc bình thờng.
A.3. Kiểm tra khả năng tải của các máy biến áp khi sự cố.
A.3.1. Với các máy B
3
, B
4
, B
5
.
+ Tổng công suất phát lên thanh góp 110kV của 3 bộ này là:
S
T
= S
đmF
- S
TD
= (3 x 75) -
20,93
3x

5

ữ

= 222,442 MVA.
+ Phụ tải trung áp: S
UTmax
= 120,69 MVA và S
UTmin
= 72,41MVA.
Nh vậy trong cả 2 trờng hợp S
UTmax
và S
UTmin
thì lợng công suất phát lên
thanh góp 110kV luôn thừa. Trong trờng hợp hỏng một trong các bộ B
3
, B
4
, B
5
công suất của 2 bộ còn lại là 70,8 x 2 = 141,6 MVA vẫn lớn hơn phụ tải cực
đại phía trung áp S
Tmax
= 120,69 MVA do đó không cần xét trong trờng hợp
hỏng một bộ phía trung áp. Thực vậy, khi hỏng máy biến áp B
5
ta có:
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
20

NH MY IN V TRM BIN P.
+ Lợng công suất phát lên thanh góp 110kV của 2 bộ còn lại là:
(2 x 75) -
20,93
2.
5

ữ

= 141,628 MVA.
Lợng công suất này không những cung cấp đủ cho phụ tải S
UTmax
mf còn
thừa 20,99 MVA để đa lên thanh góp 220kV.
Lợng công suất thừa từ thanh góp 110kV phát lên qua cuộn cao của mỗi
máy biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
, B
2
là 20,99/2 = 10,495 MVA. Đồng thời lúc
này cuộn cao của các máy B
1
và B
2
đã mang một lợng công suất do F
1
, F
2
phát
lên thanh góp 220kV là:

S
HCB1,B2
= S
đmF
- (S
UF
+ S
TD
) = 75 -
20,93
4,706
5

+
ữ

= 66,12 MVA.
Và S
CB1,B2
= S
HB1,B2
= 66,12 + 10,495 = 76,615 MVA.
Vậy cuộn cao áp của các máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
không bị quá tải.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
21
NH MY IN V TRM BIN P.

A.3.2. Đối với các máy biến áp tự ngẫu liên lạc B
1
, B
2
.
Theo bảng phân bố phụ tải thì các máy B
1
, B
2
chủ yếu làm nhiệm vụ
truyền tải công suất từ trung áp và hạ áp lên cao áp, vậy ta xét trờng hợp nặng
nề nhất là khi phụ tải trung áp cực tiểu.
Giả sử hỏng máy B
1
trong thời điểm S
UTmin
các máy F
3
, F
4
, F
5
phát công
suất định mức, kiểm tra khả năng tải của B
2
.
+ Lợng công suất thừa sẽ truyền tải qua cuộn trung của B
2
sang cuộn
cao lên thanh góp 220kV.

S
thừa
= S
T
- S
UTmin
= 222,442 - 72,49 = 149,952 MVA.
+ Đồng thời cuộn cao của B
2
còn phải truyền tải một lợng công suất từ
F
2
phát lên thanh góp 220kV là:
S
F2
= S
đmF
- (S
UF
+ S
TD
) = 75 -
9,412 20,93
2 5

+
ữ

= 61,042 MVA.
Vậy tổng công suất truyền qua cuộn cao của B

2
là:
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
22
NH MY IN V TRM BIN P.

SCB2
= S
thừa
+ S
F2
= 149,952 + 61,402 = 201,354 MVA.
+ Khả năng tải của B
2
khi xét đến hệ số quá tải 1,4 sẽ là:
S
qtB2
= S
đmB2
x 1,4 = 160 x 1,4 = 224 MVA
Tta thấy rằng S
CB2
< S
qtB2
. Nh vậy B
2
có đủ khả năng làm việc khi có sự
cố hỏng B
1
. Vậy các máy B

1
, B
2
đã chọn phù hợp.
A.3.3. Đối với hệ thống.
Trong cả 2 trờng hợp hỏng B
1
(hoặc B
2
) và hỏng các máy B
3
, B
4
, B
5
thì l-
ợng công suất thiếu hụt phải phát lên hệ thống là:
S
thiếu
= S
đmF
- S
TD
= 75 -
20,92
5
= 70,816 MVA.
Tuy nhiên dự trữ quay của hệ thống là S
dt
= 280MVA > S

thừa
do đó hệ
thống vốn làm việc bình thờng. Hay nói cách khác là khi có sự cố h hỏng một
máy biến áp nào đó trong nhà máy đều không ảnh hởng gì đến hệ thống.
Kết luận:
Các máy biến áp đã chọn cho phơng án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp quá tải.
A.4. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp:
Tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu đợc trong đánh giá
một phơng án về kỹ thuật - kinh tế. Tổn thất điện năng chủ yếu do các máy
biến áp tăng áp gây lên.
Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 phần:
+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn
thất không tải của nó.
+ Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp.
+ Công thức tính tổn thất điện năng trong 01 máy biến áp ba pha hai
cuộn dây trong một năm. Khi làm việc với phụ tải không đổi.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
23
NH MY IN V TRM BIN P.
A
2cd
= P
0
T + P
N

2
b
dm

S
.T
S

ữ

Trong đó: - P
0
là tổn thất không tải của biến áp 2 dây quấn.
- P
N
là tổn thất ngắn mạch của biến áp 2 dây quấn.
- S
b
là công suất của bộ máy phát - máy biến áp (đã trừ S
TD
).
- T là thời gian vận hành trong năm.
+ Công thức tính tổn thất điện năng trong 01 máy biến áp tự ngẫu.
A
tn
= P
0
.T +
( ) ( ) ( )
2 2 2
NC ci i NT Ti i NH Hi i
2
dmB
365

P . S .t P . S .t P . S .t
S

+

Trong đó:
- P
0
là tổn thất không tải của biến áp tự ngẫu.
- P
NC
; P
NT
; P
NH
là tổn thất ngắn mạch trong các cuộn cao, trung, hạ
của máy biến áp tự ngẫu.
- T thời gian vận hành trong năm.
- S
ci
; S
Ti
; S
Hi
; công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự
ngẫu trong thời gian t
i
.
P
NC

= 0,5
NC H NT H
NC T
2 2
P P
P




+
ữ


P
NT
= 0,5
NT H NC H
NC T
2 2
P P
P




+
ữ

P
NH
= 0,5
NT H NC H
NC T
2 2
P P
P




+
ữ


Dựa vào thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta tính tổn
thất điện năng trong các máy biến áp nh sau:
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
24
NH MY IN V TRM BIN P.
A.4.1. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây B
3
,B
4
, B
5
.
+ Máy biến áp B
3

, B
4
và B
5
loại T 125 - 121/10,5 có các thông
số kỹ thuật sau:
P
0
= 100kW
P
N
= 400kW
T = 8760 giờ.
+ Các máy này luôn cho làm việc với công suất truyền tải.
Qua nó là: S
B
= 70,816 MVA trong cả năm.
2
B
2
70,816
A 8760 100 400x
80

= +
ữ

= 1405778,17 kWh.
+ Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp 2 dây quấn.
A

bộ
= 3.1.405.778,17 = 4.217.334,509 kWh.
A.4.2. Máy biến áp ba pha tự ngẫu B
1
, B
2
.
+ Các máy B
1
, B
2
chọn loại ATTH 160/242/121/10,5 có các thông
số kỹ thuật sau:
P
0
= 120kW = 0,12MW
P
NC-T
= 520kW = 0,52MW.
P
NC-H
= P
NT-H
= .P
NC-T
= 0,5 . 520 = 260kW.
T = 8760 giờ.
Ta có:
P
NC

= 0,5
2 2
620 260
520
0,5 0,5

+
ữ

= 260kW = 0,26MW.
P
NT
= 0,5
2 2
260 260
520
0,5 0,5

+
ữ

= 260kW = 0,26MW
P
NH
= 0,5
2 2
260 260
520
0,5 0,5

+
ữ

= 780KW = 0,78MW.
Nguyễn Văn Phòng - Trờng Đại học BK Hà Nội - Bộ môn HTĐ - Lớp HTĐ N1 - K38
25