Đồ án Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện

THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 1
PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN THIẾT KẾ
-Thiết kế phần điện của nhà máy Thủy Điện có công suất 275 (MVA), gồm có 4
tổ máy.mỗi máy có công suất là 68.75 (MVA)
-Nhà máy cung cấp điện cho các phụ tải: điện áp phân phối, điện áp cao
110(KV), hệ thống tự dùng và phát hết về hệ thống.
-Cấp điện áp phân phối có công suất 22(KV) : S
max
= 20 (MVA); S
min
= 12
(MVA)
-Cấp điện áp 110(KV) có công suất : S
max
=150 (MVA); S
min
= 100 (MVA)
-Công suất tự dùng của nhà máy: S
td
=
∑
mf
S
α
= 0,01*275 = 2.75(MVA)
-Nhà máy kết nối với hệ thống điện áp 110(KV)
* CHỌN MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN CHO 4 TỔ MÁY:
-Với công suất mỗi tổ máy là 68.75(MVA), tra bảng thu được các số liệu sau:

Nhãn hiệu máy phát:CB-430/210_14
• Tốc độ n : 428.6 vòng/phút
• Công suất định mức:
S
đm
= 68.75MVA
P = 50 MW
• Điện áp định mức : 10.5KV; cos
ϕ
= 0,8
• Dòng điện định mức : 3.79 KA
• Điện kháng (hệ tương đối) :
X
d
’
= 0.29
X
d
’’
%

= 0.2
X
d
= 1.04
X
2
%

= 0.222

X
0
= 0082

THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 3
CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH PHỤ TẢI
I/ KHÁI NIỆM :
Phụ tải điện là các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử
dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng,
nhiệt năng, cơ năng.
Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát:
S = P + jQ
trong đó :
P – công suất tác dụng, đơn vị đo lường là :
Oát : W
Ki
lô Oát : kW = 10
3
W
Mega Oát : MW = 10
3
kW = 10
6
W
Q – công suất phản kháng, đơn vị đo lường là VAr; kVAr; MVAr
S – công suất biểu kiến, đơn vị đo lường là VA ; kVA ; MVA
Về trị số : S =
22
QP + ; P = S cos
ϕ

; Q = S sin
ϕ
Điện năng (A) là công suất điện tiêu thụ trong thời gian T.
A =
∫
T
dttP
0
)(
=
ii
TP
Σ
Đơn vị đo lường là Oát – giờ (Wh) ; kWh ; MWh.
Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, phụ tải có thề phân loại theo tính
chất Phụ tải động lực : cung cấp cho các động cơ điện .
Phụ tải chiếu sáng
Phân loại theo khu vực sử dụng :
Phụ tải công nghiệp : cung cấp cho khu công nghiệp.
Phụ tải nông nghiệp : cung cấp cho khu vực nông nghiệp.
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 4
Phụ tải sinh hoạt : cung cấp cho vùng dân cư.
Phân loại theo mức độ quan trọng :
Phụ tải loại 1: khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con
người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn
đến chính trị.
Phụ tải loại 2: khi nất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế,
sản xuất nhưng không quan trọng như loại 1.
Phụ tải lọai 3: về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn
không ảnh hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ

Khi thiết kế cung cấp điện cho các phủ tải điện cần chú ý đối với :
Phụ tải loại 1: khu công nghiệp quan trọng, các thành phố lớn, các khu
vực ngoại giao, công sở quan trọng, các hầm mỏ, bệnh viện, hầm giao thông
dài….cần phải đảm bảo điện li
ên tục (24/24 giờ trong ngày) do đó phải có ít nhất
hai nguồn độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng thường trực. Nói cách khác là
nặng về kỹ thuật, tính đảm bảo, yếu tồ kinh tế (vốn đầu tư) có thể cao.
Phụ tải lọai 2 : khu công nghiệp nhỏ, địa phương, khu vực sinh hoạt đông
dân phức tạp nói chung cũng quan trọng nhưng không bằng loài, khi thiết kế có
thể cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật với vốn đầu tư. Nếu không làm tăng vốn đầu tư
nhiều hoặc không phức tạp, khó khăn lắm nên thiết kế hai nguồn cung cấp có thể
chuyển đổi khi có sự cố một nguồn.
Phụ tải loại 3: chủ yếu là các khu vực dân cư khi thiết kế có thể chỉ một
nguồn cung cấp.
II/ ĐỒ THN PHỤ TẢI :
Đồ thị phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải (S, P, Q)
theo thời gian (t). S = f(t); P = f(t); Q = f(t)
Phụ thuộc vào thời lượng (T) cần quan tâm, quan sát sự thay đổi của phụ
tải có các loại đồ thị phụ tải sau:
Đồ thị phụ tải hằng ngày : Thời lượng T gồm trong 24 giờ. Có thể bắt đầu
vào giờ bất kỳ, nhưng thường vẽ từ 0 đến 24 giờ. Phụ tải có thể vẽ bằng trị thực
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 5
theo tỉ lệ xích được chọn thích hợp hay vẽ bằng phần trăm so với trị cực đại
(S
max
, P
max
). Đồ thị phụ tải thuờng được vẽ theo kiểu bậc thang.
Từ đồ thị phụ tải ngày suy ra P
max

, P
min
, T
max
, A
ngàyđêm
:
A
ngàyđêm
=
∑
ii
TP . ; T
min
=
max
P
A

Đồ thị phụ tải hằng ngày được sử dụng khi thiết kế để chọn công suất
MBA, tính toán các phần dẫn điện, tính toán tổn thất điện năng của MBA.
Đồ thị phụ tải hằng năm: Tùy theo mục đích sử dụng, đồ thị phụ tải hằng
năm có thể biểu diễn dưới hai dạng thông dụng
Ở phần luận văn này ta sẽ sử dụng đồ thị phụ tải hằng ngày để th
iết kế
chọn công suất MBA, tính toán các phần dẫn điện, tính tổn thất điện năng của
MBA.
III/ PHÂN TÍCH PHỤ TẢI:
-Nguồn: 4 tổ máy*68.75(MVA). Suy ra: S
max

= 275(MVA)
0 3 6 9 12 15 18 21 24
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
thoi gian t(h)
he so cong suat
mua kho
mua mua
Đồ thị phụ tải mùa mưa và mùa khô
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 6
Bảng cân bằng công suất sơ bộ vào mùa mưa
thời
gian
nguồn
(MVA)
Phân
phối
22 (KV)
cấp
110 (KV)
tự dùng

(MVA)
CBCS
(MVA)
0 – 3 275 12 100
2.75
160.25
3 – 6 275 12 110
2.75
150.25
6 – 9 275 16 130
2.75
126.25
9 – 12 275 18 150
2.75
104.25
12 -15 275 18 150
2.75
104.25
15 –18 275 16 150
2.75
106.25
18 –21 275 20 120
2.75
132.25
21 - 24 275 14 110
2.75
148.25
Công suất nguồn mùa khô :
)(5.1927.0*:90 MVASSh ==÷
)(2208.0*:249 MVASSh

=
=÷
Bảng cân bằng công suất sơ bộ vào mùa khô
thời
gian
nguồn
(MVA)
Phân
phối
22 (KV)
cấp
110 (KV)
tự dùng
(MVA)
CBCS
(MVA)
0 – 3 192.5 12 100
2.75
77.75
3 – 6 192.5 12 110
2.75
67.75
6 – 9 192.5 16 130
2.75
43.75
9 – 12 220 18 150
2.75
49.25
12 -15 220 18 150
2.75

49.25
15 –18 220 16 150
2.75
51.25
18 –21 220 20 120
2.75
77.25
21 - 24 220 14 110
2.75
83.25
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 7
-Tải:điện áp phân phối:
S
max
= )(20 MVA
S
min
= 12 (MVA)
0 3 6 9 12 15 18 21 24
12
13
14
15
16
17
18
19
20
thoi gian t(h)
cong suat bieu kien

Đồ thị phụ tải cấp U = 22 kV
-Tải:điện áp 110(KV):
S
max
=
)(150 MVA
S
min
=100 (MVA)
0 3 6 9 12 15 18 21 24
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
Đồ thị phụ tải cấp U =110 kV
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 8
bảng tổng hợp phụ tải tổng :
thời gian cấp 22kV
(MVA)
cấp 110 kV
(MVA)
tự dùng
(MVA)

Phát về
HT
mùa mưa
(MVA)
Phát về
HT
mùa khô
(MVA)
30 ÷

12 100 2,75 160.25 77.75
63 ÷

12 110
2,75
150.25 67.75
96 ÷

16 130
2,75
126.25 43.75
129 ÷
18 150
2,75
104.25 49.25
1512 ÷
18 150
2,75
104.25 49.25
1815 ÷

16 150
2,75
106.25 51.25
2118 ÷

30 120
2,75
132.25 77.25
2421÷
20 110
2,75
148.25 83.25
0 3 6 9 12 15 18 21 24
60
80
100
120
140
160
Thoi gian t(h)
cong suat bieu kien phat ve he thong
mua mua
mua kho
Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 9
CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
I/ KHÁI NIỆM :
Sơ đồ cấu trúc của nhà máy điện là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn,
tải và hệ thống điện. Đối với nhà máy điện nguồn ở đây là các máy phát điện, tải

là phụ tải mà nhà máy phải cung cấp ở các cấp điện áp. Hệ thống điện là nơi nhà
máy cần nối vào, gồm nhiều nhà máy điện có công suất lớn hơn nhà
máy định
thiết kế. Bình thường nhà máy phát công suất thừa (sau khi đã cung cấp cho các
tải) vào hệ thống, khi nhà máy thiếu công suất (công suất tổng của các phụ tải lớn
hơn tổng công suất nhà máy) hoặ khi một phần tử chính (máy phát. Máy biến áp)
bị sự cố không làm việc, hệ thống có thể sử dụng công suất dự trữ của hệ thống
cung cấp về cho nhà máy để bù vào phần thiếu.
Kh
i thiết kế NMĐ, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng
quyết định đến toàn bộ thiết kế. Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:
Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như: MBA, máy
cắt điện…, cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành
Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặt biệt với hệ thống khi
bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc)
Tổn hao qua MBA bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lấn
MBA không cần thiết.
Vốn đầu tư hợp lí, chiếm diện tích càng bé càng tốt.
Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã
chọn.
Thường một NMĐ có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn
phương án nào cần câ
n nhắc các khía cạnh sau đây:
Số lượng MBA.
Tổng công suất các MBA
∑
dmB
S
Tổng vốn đầu tư mua MBA
∑

B
V
Tổn hao điện năng tổng qua các MBA
B
A
∑
Δ
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 10
II/ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN :
CHƯƠNG IV : CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC
I/ KHÁI NIỆM :
- MBA là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác.
Điện năng sản xuất từ NMĐ được truyền tải đến hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường
THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 11
dây cao thế 110, 220, 500 kV…., thường qua MBA tăng từ điện áp máy phát
(Umf) lên điện áp tương ứng.
- Ở cuối đường dây cao áp lại cần MBA giảm về điện áp thích hợp với
mạng phân phối, ví dụ 22, 15, 0,4 kV …
- Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện
năng từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ. Vì vậy tổng công suất MBA trong hệ
thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện.
- Mặc dù hiệu suất của các MBA tương đối cao, tổn thất qua MBA hằng
năm vẫn rất lớn.
Khi sử dụng MBA cần lưu ý đến các đặc điểm sau đây:
- MBA là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng.
Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác
dụng P và công suất phản kháng Q.
- Công suất định mức của MBA được chế tạo theo tiêu chuNn của mỗi
nước, thường cách nhau lớn, nhất là khi công suất càng lớn. Điều này
đưa đến nếu tính toán không chính xác có thể phải chọn MBA có công

suất lớn không cần thiết. Ví dụ: không chọn được MBA 125MVA phải
chọn 200 MVA.
- Khi chọn công suất của MBA
phải chú ý đến khả năng phát triển phụ
tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong lại phải thay đổi hay đặt thêm
máy khi phụ tải tăng. Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế
mới có thể chọn công suất tối ưu cần thỏa mãn tất cả các điều đã nêu
trên
- MBA hiện nay có nhiều loại:
• MBA một pha, ba pha.
• MBA hai cuộn dây, ba cuộn dây.
• MBA có cuộn dây phân chia.
• MBA tự ngẫu một pha, ba pha.
• MBA tăng, MBA hạ.
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 12
• MBA có và không có điều chỉnh dưới tải.
- MBA lại do nhiều nước chế tạo theo tiêu chuNn khác nhau, điều kiện
làm việc cũng có thể khác nhau khi thiết kế cũng cần chú ý khía cạnh
này.

II/ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP:
1/ PHƯƠNG ÁN 1 :
-Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây có máy phát ở cuộn hạ :
+Cấp điện áp 110KV
: chọn S
dm
≥
S
F
= 68.75(MVA)

Chọn MBA kiểu TЈĻΙĻľ có S
dm
= 75(MVA)
U
C
/U
H
=121/10.5 (KV)
Δ
P
o
=135(KW)
U
N
% = 10,5%
Δ
P
N
= 390(KW)
I % = 3.5% Giá tiền: (RUP)
-Chọn MBA 3 cuộn dây:
- Vì có nguồn phát nằm dưới cuộn hạ của MBA 3 cuộn dây. Từ đó ta
suy ra được công suất dưới cuộn ha bằng công suất của nguồn phát:
- S
H
= S
mf
= S
C
+ S

T
= 68.75 (MVA)
⇒
)(75 MVAS
B
=
-Ta chọn MBA kiểu TMTH:
)(75 MVAS
B
=

- U
C
/U
T
/U
H
=121 /22 /10.5 (KV)
U
N
%
C-T
= 17% ; I% =4%
U
N
%
C-H
= 10,5% ;
Δ
P

o
= 170(KW)
U
N
%
T-H
=6% ;
Δ
P
N C-H
= 530 (KW) ; Giá tiền:
154000(RUP)

2/ PHƯƠNG ÁN 2:
-Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây:
+Cấp điện áp 110KV
: chọn S
dm
≥ S
mf
= 68.75(MVA)
Chọn MBA kiểu TЈĻΙĻľ có S
dm
= 75(MVA)
U
C
/U
H
=115/10.5 (KV)
Δ

P
o
= 135(KW)
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 13
U
N
% = 10,5%
Δ
P
N
= 390(KW)
I % = 3.5% Giá tiền: (RUP)
-Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây từ cấp 110 kV xuống 22 kV:
- Công suất MBA chọn theo điều kiện 1 MBA nghỉ ,MBA còn lại với
khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ S
max
=20 (MVA)
K
qtsc
.S
dm
> 20 MVA
MBA đặt ngoài trời : K
qtsc
= 1,4
nên : S
dm
>
)(29.14
4,1

20
4,1
max22
MVA
S
KV
==
Chọn MBA kiểu ON AN có S
dm
= 16(MVA)
U
C
/U
H
=115/22 (KV)
Δ
P
o
= 13(KW)
U
N
% = 10%
Δ
P
N
=103(KW)
I % = 0,1% Giá tiền: 300000(RUP)

0 3 6 9 12 15 18 21 24
12

13
14
15
16
17
18
19
20
thoi gian t(h)
cong suat bieu kien
kiểm tra điều kiện quá tải
từ đồ thị phụ tải S
dm
= 16(MVA) thời gian quá tải từ 9 đến15 giờ là 6 giờ
bằng với điều kiện cho phép hoạt động quá tải của 1 máy cho nên máy biến áp
16(MVA) cho phép.
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 14
CHƯƠN G IV: TÍN H TOÁN N GẮN MẠCH- LỰA CHỌN MÁY
CẮT- DAO CÁCH LY.
I/ KHÁI NIỆM :
Mục đích tính toán ngắn mạch (I
N
) để phục vụ cho việc chọn các khí cụ
điện (máy cắt, kháng điện, biến dòng, biến điện áp) và các phần dẫn điện (dây
dẫn, thanh dẫn, cáp). Có nhiều phương pháp tính dòng ngắn mạch nhưng với yêu
cầu trên chỉ cần dùng phương pháp đơn giản, nếu cần và khi có yêu cầu, có thời
gian có thể áp dụng chương trình mẫu và thực hiện trên máy tính .
Chỉ tính ngắn mạch ba pha (N
(3)
), vì thường dòng ngắn mạch ba pha lớn

hơn dòng ngắn mạch hai pha (N
(2)
) và một pha (N
(1)
).
Khi tính toán ngắn mạch trong hệ thống U > 1000 V có thể bỏ qua thành
phần điện trở R mà chỉ xét điện kháng X, vì R thường nhỏ hơn X nhiều. Khi tính
ngắn mạch trong mạng U < 1000 V mới xét đến R.
Z=
22
XR +
Có thể xem dòng ngắn mạch không đổi trong thời gian ngắn mạch, do đó:
I
”
= I
t
= I
ổđ
Trong đó: I” - dòng điện quá độ
I
t
- dòng ngắn mạch tại thời điểm t
I
ổđ
- dòng ngắn mạch ổn định.
Tính ngắn mạch trong hệ tương đối với S
cb
và U
cb
; khi chỉ có một hoặc

hai cấp điện áp mới tính trong hệ có tên.
I
cb
=
cb
cb
U
S
.3

Trong đó: S
cb
– tùy chọn, có thể là 100 MVA, 1000 MVA hay bằng
công suất tổng hệ thống (S
HT
)
U
cb
– chọn bằng điện áp trung bình của các cấp tương ứng
500; 230; 115; 37; 22; 18; 15,5; 13,8; 10,5; 6,3 kV.
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 15
Các trị số điện kháng của các phần tử được tính trong hệ cơ bản đã chọn
theo biểu thức bảng 6.1 sau:
Phần tử Thông số xuất
phát
Trị số trong hệ có
tên (kV)
Trị số trong hệ
tương đối cơ bản
Hệ thống

S
∑
HT
, x
)(* dm

x = x
)(* dm
∑
HT
cb
S
U
2
x
)(* cb
= x
)(* dm
∑
HT
cb
S
S

S
N

x =
N
cb

S
U
2
x
)(* cb
=
N
cb
S
S

I
N

x =
N
cb
I
U
3

x
)(* cb
=
cbN
cb
UI
S
3

Máy phát
S
đm
,
"
d
x %
x =
100
%
"
d
X

dm
cb
S
U
2
x
)(* cb
=
100
%
"
d
X

dm
cb

S
S

MBA
S
đm
, U
N
%
x =
100
%U
N

dm
cb
S
U
2
x
)(* cb
=
100
%U
N

dm
cb
S
S

Đường dây
l(km), U
đm

x = x
o
.l
x
)(* cb
= x
o
.l
2
cb
cb
U
S

Kháng điện
X
k
%, I
đmk

x =
100
%
K
X

dmdm
cb
UI
U
3
2
x
)(* cb
=
100
%
K
X
dm
cb
I
I

THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 16
II/ TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA
1/Phương án 1:
-Từ sơ đồ nguyên lý ta vẽ được sơ đồ tương đương:
HÌNH VẼ:
110 KV
22 V
E
HT
X
d

X
1
X
2
X
3
X
4
X
C
X
C
X
T
X
T
X
H
X
F
X
H
X
F
Để tiện tính toán các đại lượng được qui về hệ cơ bản.
Chọn S
cb
= 1000 (MVA)
Chọn U
cb

= U
ở từng cấp điện áp
= 115(Kv) ; 22(Kv)
)(05.5
115.3
1000
.3
)110(
KA
U
S
I
cb
cb
kvcb
===
)(24,26
22.3
1000
.3
)22(
KA
U
S
I
cb
cb
kvcb
===
Với hệ cơ bản này theo các biểu thức trong bảng 6.1 tính được X*

(cb)I
như
sau :
X
1
=X
HT
= x*
(đm)
.
HT
cb
S
S
=0,28 028,0
10000
1000
=
X
d
=
134,1
115
1000
.
2
75
.4,0
2
0

==
cb
cb
U
S
lX
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 17
4,1
75.100
1000.5,10
.
100
%
21
=====
dm
cbN
B
S
SU
XXX
9,2
75,68
1000.2,0
.''
43
=====
dm
cb
dMF

S
S
XXXX
87,11
67,0
6
.
67,0
5,10
17.
2
1
67,0
%
67,0
%
%.
2
1
% =
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=
⎥
⎦
⎤

⎢
⎣
⎡
−+=
TNCH
CTNNC
UU
UU
2
67,0
5,10
.
67,0
6
17.
2
1
67,0
%
67,0
%
%.
2
1
% =
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣

⎡
−+=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=
CH
TH
CTNNT
U
U
UU
63,717
67,0
6
.
67,0
5,10
.
2
1
%
67,0
%
67,0
%
.

2
1
% =
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=
CTN
TNCH
NH
U
UU
U
583,1
75.100
1000.87,11
.
100
%
===

dm
cbNC
C
S
SU
X
27,0
75.100
1000.2
.
100
%
===
dm
cbNT
T
S
SU
X
02,1
75.100
1000.63,7
.
100
%
===
dm
cbNH
H
S

SU
X
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 18
-Tính ngắn mạch tại điểm N
1
:
110 KV
E
HT
X
d
X
1
X
2
X
3
X
4
X
C
X
F
X
F
X
TD2
X
TD3
X

TD4
X
TOÅNG
X
H
X
H
X
C

162,1134,1028,0
1
=
+
=
+
=
dHTTD
XXX

15,2
2
4,19,2
2
2
=
+
=
+
=

Bmf
TD
XX
X
58,2
2
9,2833.0433,1
2
3
=
++
=
+
+
=
mfHC
TD
XXX
X
17,1
58,215,2
58,2.15,2
//
324
=
+
==
TDTDTD
XXX
58,0

17,1162,1
17,1.162,1
//
411
=
+
==
Σ TDTD
XXX

72,1
58,0
1
1
)(1
==
∑
=
X
E
I
CBN
63,802,5.72,1.
)110()(11
=
=
=
KVCBCBNN
III (KA)
Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:

97,218,1.2.63,82.
11
===
xkNxk
KII (KA)
-Tính ngắn mạch tại điểm N
2
:
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 19
HÌNH VẼ:


162,124.1028,0
1
=
+
=
+=
dHTTD
XXX
15,2
2
9,24,1
2
2
=
+
=
+
=

Bnf
TD
XX
X

75,0
15,2162,1
15,2.162,1
//
213
=
+
==
TDTDTD
XXX
54,1
2
583,1
75,0
2
34
=+=+=
C
TDTD
X
XX

96,1
2
9,2

2
02,1
22
5
=+=+=
mf
H
TD
X
X
X
13,1
96,154,1
96,1.54,1
27,0//
2
54
2
=
+
+=+=
∑
TDTD
T
XX
X
X
88,0
13,1
1

2
)(2
==
∑
=
X
E
I
CBN
)(09,2324,26.88,0.
)110()(22
KAIII
KVCBCBNN
=
=
=
Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:
)(62,588,1.2.03,232.
22
KAKII
xkNxk
===
110 KV
E
HT
X
d
X
1
X

2
X
3
X
4
X
C
X
F
X
F
X
C
X
H
X
H
22 KV
X
TD1
X
TD2
X
C
2
X
H
2
X
F

2
22 KV
110 KV
X
T
X
T
X
T
2
X
TD4
X
H
2
X
F
2
22 KV
110 KV
X
T
2
X
22 KV
X
TD4
X
H
2

X
F
2
22 KV
110 KV
X
T
2
X
TD3
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 20
-Tính toán ngắn đầu cực máy phát : vì sơ đồ mạch điện mang tính đối xứng nên
khi tính toán các điểm ngắn mạch chỉ cần tính một phía, phía bên kia tính toán
tương tự. Khi tính toán các điểm ngắn để chọn các khí cụ điện thì chỉ tính đến
trào lưu công suất đi qua các thiết bị điện đến máy cắt, còn trào lưu công suất
khoâng đi qua các máy cắt đến thiết bị điện thì không cần tính vào.
Ngắn tại đầu cực máy p
hát:
Hình vẽ:
N gắn mạch tại điểm N 3:

X
TD1
X
TD2
X
F
X
TD3
X

B
X
TD4
X
F
X
F
9,2
3
==
Σ mf
XX
34,0
9,2
1
3
)(3
===
Σ
X
E
I
CBN
)(73,102,5.34,0.
)110()(33
KAIII
KVCBCBNN
=
=
=

Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:
)(41,48,1.2.73,12.
33
KAKII
xkNxk
===
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 21
N gắn mạch tại điểm N 4 :
Hình vẽ:
X
TD1
X
TD2
X
F
X
TD3
X
B
X
TD4
X
F
X
F
162,1
1
=
+=
dHTTD

XXX
75,2
2
9,2
2
02,1
2
583,1
222
2
=++=++=
FH
C
TD
XX
X
X
82,0
75,2162,1
75,2.162,1
//
213
=
+
==
TDTDTD
XXX
22,24,182,0
34
=

+
=
+=
BTDTD
XXX
22,2
34
==
Σ TD
XX
45,0
22,2
1
4
)(4
===
Σ
X
E
I
CBN
)(26,202,5.45,0.
)110()(44
KAIII
KVCBCBNN
===
Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:
)(75,58,1.2.26,22.
44
KAKII

xkNxk
===
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 22
N gắn mạch tại điểm N 5 :
Hình vẽ:
X
TD1
X
C
X
TD4
X
F
X
H
X
F
TD2
X
2
2
X
C
X
H
X
F
2
2
TD3

X
162,1
1
=
+=
dHTTD
XXX
15,2
2
9,24,1
2
2
=
+
=
+
=
FB
TD
XX
X
75,0
15,2162,1
15,2.162,1
//
213
=
+
==
TDTDTD

XXX
05,2
2
02,1
2
583,1
75,0
22
345
=++=++==
Σ
H
C
TDTD
X
X
XXX
49,0
05,2
1
5
)(5
===
Σ
X
E
I
CBN
)(45,202,5.49,0.
)110()(55

KAIII
KVCBCBNN
=
=
=
Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:
)(24,68,1.245,22.
55
KAKII
xkNxk
===
⇒Choïn I
N 3
2,45(kA) ñeå choïn maùy caét
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 23
TỔNG KẾT TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG PHƯƠNG ÁN 1 :
S
T
T
ĐIEÅM
NM
Uđm
(KV)
THÀNH
PHẦN
THAM
GIA
MỤC ĐÍCH TÍNH
TOÁN
∑

X
)(CBN
I

I
N
(KA)
i
xk
(KA)
1 N
1
110 Tất cả Chọn khí cụ điện ở
cấp điện áp
110(kv)
0,58 1,72 8,63 21,97
2 N
2
22 Tất cả Chọn khí cụ điện ở
cấp điện áp
110(kv)
1,13 0,88 23,09 58,62
3 N
5
110 Tất cả Chọn khí cụ điện ở
cấp điện áp
110(kv)
2,05 0,49 2,45 6,24
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 24
2/ PHƯƠNG ÁN 2

E
110 KV
HT
1
5
2 3 4 9 10
6 7 8
22 KV
EMF
Sơ đồ biến đổi tương đương :
Để tiện tính toán các đại lượng được qui về hệ cơ bản.
Chọn S
cb
= 1000 (MVA)
Chọn U
cb
=
Uở từng cấp điện áp
= 115(Kv) ; 22(Kv)
)(05,5
115.3
1000
.3
)110(
KA
U
S
I
cb
cb

kvcb
===
)(24,26
22.3
1000
.3
)5.10(
KA
U
S
I
cb
cb
kvcb
===
Với hệ cơ bản này theo các biểu thức trong bảng 6.1 tính được X*
(cb)I
như sau
X
HT
= x*
(đm)
.
HT
cb
S
S
=0,28
028,0
10000

1000
=

X
d
=x
o
l
2
cb
cb
U
S
=0,4.75.
2
115
1000
= 1,134
4,1
75.100
1000.5,10
.
100
%
43211
=======
dm
cbN
B
S

SU
XXXXX
THIẾT KẾ N HÀ MÁY THỦY ĐIỆN 25
56,6
16.100
1000.5,10
.
100
%
1092
=====
dm
cbN
B
S
SU
XXX
9,2
75,68.
1000
.2,0.
"
8765
=======
dm
cb
dF
S
S
XXXXXX

-Tính ngắn mạch tại điểm N
1
:
E
110 KV
HT
1
5
2 3 4
6 7 8
EMF
X
E
HT
X
TD1
X
TD2
E
162.124.1028,0
1
=
+=+=
dHTTD
XXX

15,2
2
4,19,2
4

1
2
=
+
=
+
=
Bf
TD
XX
X
75,0
15,2162,1
15,2.162,1
//
211
=
+
==
Σ TDTD
XXX
- Dòng ngắn mạch trong đơn vị có tên:
)(69,602,5
75.0
1
)110(
1
1
kAI
X

E
I
kVCBN
==
∑
=
Dòng ngắn mạch xung kích tại điển ngắn mạch:
03,178,1.269,62.
11
===
xkNxk
KII (KA)
-Tính ngắn mạch tại điểm N
2
: