đồ án kỹ thuật điện điện tử Tính toán dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị của sơ đồ nối điện chính các phương án

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
MỤC LỤC
MỤC LỤC
Trang
L i nói u ờ đầ 4
Tính toán thi t k nh máy i nế ế à đ ệ 6
Tính toán ph t i v cân b ng công su tụ ả à ằ ấ 6
1.1.Ch n máy phát i n:ọ đ ệ 6
1.2.Tính toán ph t i v cân b ng công su tụ ả à ằ ấ 7
1.2.1. Tính toán ph t i a ph ng 10,5 (KV)ụ ả đị ươ 7
1.2.2. C p i n áp trung áp (110KV)ấ đ ệ 8
1.2.3. Ph t i to n nh máyụ ả à à 8
1.2.4. T dùng c a nh máy i nự ủ à đ ệ 9
1.2.5. Cân b ng công su t to n nh máy, công su t phát v h ằ ấ à à ấ ề ệ
th ngố 10
1.3.Ch n các ph ng án n i dâyọ ươ ố 13
Tính toán ch n máy bi n ápọ ế 19
2.1. Ph ng án 1ươ 19
2.1.1. Ch n máy bi n ápọ ế 20
2.1.2. Phân b t i cho các máy bi n ápố ả ế 20
2.1.3. Ki m tra kh n ng mang t i c a máy bi n ápể ả ă ả ủ ế 21
2.1.4. Tính toán t n th t i n n ng trong các MBAổ ấ đ ệ ă 25
2.2. Ph ng án 2 :ươ 28
2.2.1. Ch n máy bi n áp ọ ế 28
2.2.2. Phân b t i cho các MBAố ả 28
2.2.3. Ki m tra kh n ng mang t i c a MBAể ả ă ả ủ 29
2.2.4. Tính t n th t i n n ng trong các MBAổ ấ đ ệ ă 34
Tính toán dòng i n ng n m ch v l a ch n thi t b c a s n i đ ệ ắ ạ à ự ọ ế ị ủ ơ đồ ố
i n chính các ph ng ánđ ệ ươ 37
3.1.m c ích Tính toán ng n m ch ụ đ ắ ạ 37
3.2 Ph ng án 1:ươ 37

3.2.1. Ch n các i m ng n m ch ọ đ ể ắ ạ 37
3.2.2 Tính toán ng n m ch theo ng cong tính toán ắ ạ đườ 39
. S n i i n v s thay th ơ đồ ố đ ệ à ơ đồ ế 39
3.2.2. Tính ng n m ch t i th i i m N1ắ ạ ạ ờ đ ể 40
3.2.3. Tính dòng ng n m ch t i N2ắ ạ ạ 43
3.2.5. Tính toán ng n m ch t i i m N3:ắ ạ ạ đ ể 46
3.2.6. Tính ng n m ch t i i m N3’ắ ạ ạ đ ể 49
3.2.7. Tính ng n m ch t i i m N4ắ ạ ạ đ ể 50
3.3. Ph ng án 2:ươ 51
3.3.1. Ch n i m ng n m ch.ọ đ ể ắ ạ 51
3.3.2 Tính dòng ng n m ch theo ng cong tính toán.ắ ạ đườ 52
. S n i i n v s thay th :ơ đồ ố đ ệ à ơ đồ ế 52
3.3.3 Tính ng n m ch t i i m N1.ắ ạ ạ đ ể 54
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
3.3.4. Tính dòng ng n m ch t i N2:ắ ạ ạ 57
3.3.5. Tính dòng ng n m ch t i N3:ắ ạ ạ 59
3.3.6. Tính dòng ng n m ch t i N3':ắ ạ ạ 62
3.3.7. Tính dòng ng n m ch t i N4:ắ ạ ạ 62
3.4. Tính toán dòng c ng b c ph ng án 1 :ưỡ ứ ươ 63
3.5. Tính toán dòng c ng b c ph ng án 2 :ưỡ ứ ươ 66
3.6. L a Ch n các thi t b c a s n i I n chínhự ọ ế ị ủ ơ đồ ố đ ệ 68
3.6.1. Ch n máy c t i nọ ắ đ ệ 68
tính toán kinh t - k thu t ch n ph ng án t i uế ỹ ậ ọ ươ ố ư 73
4.1. Ph ng án 1.ươ 75
4.1.1. V n u t cho ph ng án 1:ố đầ ư ươ 76
4.1.2.Tính phí t n v n h nh h ng n m :ổ ậ à à ă 76
4.1.3. Chi phí tính toán h ng n m s l :à ă ẽ à 77
4.2. Ph ng án II :ươ 77

4.2.1. Tính v n u t c a ph ng án :ố đầ ư ủ ươ 77
4.2.2. Tính phí t n v n h nh h ng n m :ổ ậ à à ă 78
4.2.3. Chi phí tính toán h ng n m s l :à ă ẽ à 78
L a ch n khí c i n v dây d n, thanh gópự ọ ụ đ ệ à ẫ 80
5.1.Ch n máy c t i n v dao cách lyọ ắ đ ệ à 80
5.2.Ch n thanh d n c ngọ ẫ ứ 82
5.2.1. Ch n ti t di n:ọ ế ệ 82
5.2.2. Ki m tra n nh ngể ổ đị độ 83
5.3.Ch n s cách i nọ ứ đ ệ 85
5.4.Ch n dây d n v thanh góp m mọ ẫ à ề 86
5.4.1. Ch n ti t di n dây d n v thanh góp m mọ ế ệ ẫ à ề 87
5.4.2. Ki m tra n nh nhi t khi ng n m chể ổ đị ệ ắ ạ 87
5.4.3. Ki m tra i u ki n v ng quangể đ ề ệ ầ 92
5.5.Ch n bi n i n áp v bi n dòng i n :ọ ế đ ệ à ế đ ệ 93
5.5.1. Ch n c p i n áp 220 kV :ọ ấ đ ệ 93
5.5.2. C p i n áp 110KV :ấ đ ệ 93
5.5.3. M ch máy phát.ạ 94
5.6.Ch n cáp, kháng v máy c t h p b cho ph t i a ph ngọ à ắ ợ ộ ụ ả đị ươ 98
5.6.1. Ch n cáp cho ph t i a ph ngọ ụ ả đị ươ 98
5.6.2. Ch n kháng i n:ọ đ ệ 100
5.6.3. Ki m tra máy c t h p bể ắ ợ ộ 106
5.7.Ch n ch ng sét vanọ ố 106
5.7.1. Ch n ch ng sét van cho thanh gópọ ố 107
5.7.2. Ch n ch ng sét van cho máy bi n ápọ ố ế 107
Ch n s v thi t b t dùngọ ơ đồ à ế ị ự 110
6.1. Ch n máy bi n áp t dùng:ọ ế ự 111
6.1.1. Ch n máy bi n áp c p 1:ọ ế ấ 111
6.1.2. Ch n máy bi n áp t dùng c p 2:ọ ế ự ấ 112
6.2.Ch n khí c i n t dùng:ọ ụ đ ệ ự 112
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn

Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Ph n th hai:ầ ứ 117
Xác nh ch v n h nh t i u c a nh máy theo ph ng pháp quy đị ế độ ậ à ố ư ủ à ươ
ho ch ngạ độ 117
1.Ph ng pháp tính:ươ 117
1.1.Quá trình ng c:ượ 119
1.2. Quá trình thu n:ậ 120
2. Tính toán c th .ụ ể 121
2.1. Xét hai t máy.ổ 122
2.2. Xây d ng c tính tiêu hao nhiên li u ng tr c a ba t máy.ự đặ ệ đẳ ị ủ ổ 124
2.3. Xây d ng c tính tiêu hao nhiên li u c a 4 t máy.ự đặ ệ ủ ổ 126
2.4. Thi t l p b ng phân ph i t i u công su t gi a các t máy, theo ế ậ ả ố ố ư ấ ữ ổ
b c công su t phát t ng c a nh máy.ậ ấ ổ ủ à 130
2.5. Xác nh ch v n h nh t i u c a nh máy ng v i bi u đị ế độ ậ à ố ư ủ à ứ ớ ể đồ
công 133
su t ã cho (bi u phát CS t ng trong ng y).ấ đ ể đồ ổ à 133
2.6. So sánh chi phí nhiên li u:ệ 134
s
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Lời nói đầu
Lời nói đầu
Năng lượng theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận. Tuy nhiên
nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác hiện nay đang trở nên khan
hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới. Đó là bởi vì để có năng lượng
dùng ở các hộ tiêu thụ mà năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn
như khai thác, chế biến , vận chuyển và phân phối . Các công đoạn này đòi
hỏi nhiều chi phí về tài chính, kỹ thuật và các ràng buộc xã hội . Hiệu suất các

công đoạn kể từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối nói chung là
thấp . Vì vậy đề ra , lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng
lượng, từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối để đạt hiệu quả cao
nhất là một nhu cầu và cũng là nhiệm vụ của con người.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng , bao gồm các
nhà máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện . Trong đó các nhà máy điện
có nhiệm vụ biến đổi nguồn năng lượng sơ cấp như than , dầu, khí đốt, thủy
năng thành điện năng . Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất
hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỉ trọng lớn như thập
kỷ 80. Tuy nhiên với thế mạnh về nguồn nguyên nhiên liệu ở nước ta , tính
chất phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện thì việc củng cố và xây dựng mới
các nhà máy nhiệt điện vẫn đanglà một nhu cầu đối với giai đoạn phát triển
hiện nay. Trong bối cảnh đó thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp không chỉ
là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi
sinh viên ngành hệ thống điện trước khi ra trường.
Với yêu cầu như vậy đồ án tốt nghiệp được hoàn thành gồm bản thuyết
minh kèm theo bản vẽ và phần chuyên đề .
Bản thuyết minh gồm hai phần :
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Phần thứ nhất :Với nội dung thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp
được chia làm 6 chương . Các chương này trình bày toàn bộ quá trình tính
toán phụ tải và cân bằng công suất, tính toán chọn máy biến áp , tính toán
dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị của sơ đồ nối điện các phương án,
tính toán thiết kÕ - kỹ thuật chọn phương án tối ưu, lựa chọn các khí cụ điện
và dây dẫn - thanh góp, chọn sơ đồ nối điện chính và thiết bị tự dùng.
Phần hai : Chuyên đề.
Xác định chế độ làm việc vận hành tối ưu của Nhà máy theo phương
pháp quy hoạch động gồm các phần : Phương pháp tính, tính toán cụ thể ,

thiết lập bảng phân phối tối ưu công suất giữa các tổ máy theo bậc công suất
của toàn Nhà máy, xác định chế độ vận hành tối ưu của nhà máy ứng với biểu
đồ công suất, so sánh chi phí nhiên liệu .
Sau khoảng thời gian bèn tháng kể từ khi nhận nhiệm vụ thiết kế đồ án
tốt nghiệp , với những nỗ lực của bản thân và được sự dạy dỗ của các thầy cô
trong bộ môn hệ thống điện và sự giúp đỡ của bạn bè , đồng nghiệp. Đặc
biệt trực tiếp hướng dẫn là thầy PGS - TS Lã Văn Ót , em đã hoàn thành
nhiệm vụ thiết kế của mình. Trong quá trình làm không thể tránh khỏi sai sót ,
em mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để em nắm vững kiến thức đã học .
Em xin chân thành cảm ơn trước.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Tính toán thiết kế nhà máy điện
Tính toán thiết kế nhà máy điện
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần rất quan trọng
trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp. Nó quyết định tính đúng, sai của
toàn bộ quá trình tính toán sau. Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất
theo công suất biểu khiến S dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hàng ngày
vì hệ số công suất cosϕ các cấp điện áp không giống nhau.
1.1.Chọn máy phát điện:
Nhà máy điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 60 (MW) ta sẽ
chọn các máy phát cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5 (KV).
Bảng tham số máy phát điện:
Bảng 1.1
Loại máy
phát
Thông số định mức

Điện kháng
tương đối
n
(v/ph)
S
(MVA)
P
(MW)
U
(KV)
cosϕ
I
(KA)
X”
d
X’
d
X
d
TBφ-60-2
3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.2.1. Tính toán phụ tải địa phương 10,5 (KV)
Ta tính toán theo công thức:
P
ĐP
(t) =

maxDP
P.
100
)t%(P
S
ĐP
(t) =
ϕ
Cos
)t(P
DP
P
max
= 9 (MW) ; cosϕ = 0,84 ; U
đm
= 10,5 (KV)
Do đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải như sau:
Bảng 1.2
t (h)
0 ÷ 6 6 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24
P(%) 60 80 100 90 70
P
đp
(t) 5,4 7,2 9 8,1 6,3
S
đp
(MVA) 6,42 8,57 10,71 9,64 7,5
• Đồ thị phụ tải địa phương

Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn

Trang 7
S
§P
(MVA)
t (h)
0 6 10 14 18 24
7,5
8,75
10,71
9,64
6,42
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
1.2.2. Cấp điện áp trung áp (110KV)
Phụ tải bên trung gồm 2 đường dây kép và 2 đường dây đơn
P
max
= 100 (MW) ; cosϕ = 0,8
Công thức tính:
P
T
(t) =
maxT
P.
100
)t%(P
S
T
(t) =
ϕ
Cos

)t(P
T
Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải
Bảng 1.3
t (h)
0÷4 4÷10 10÷14 14÷18 18÷24
P(%) 70 80 100 90 70
P
T
(t) 70 80 100 90 70
S
T
(MVA) 87,5 100 125 112,5 87,5
• Đồ thị phụ tải trung áp
1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy có 4 tổ máy có S
đmF
= 75 (MW). Do đó công suất đặt của nhà
máy là:
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 8
S
T
(MVA)
125
t (h)
87,5
100
112,5
87,5

0 4 10 14 18 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
S
NM
= 4 . 75 = 300 (MVA)
S
NM
(t) =
NM
NM
S.
100
)t(P
P
NM
=
100
)%(tP
. P
NM max
Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Bảng 1.4
t (h)
0 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24
P(%) 70 80 100 100 80
P
NM
(MW) 168 192 240 240 192
S
NM

(MVA) 210 240 300 300 240
• Đồ thị phụ tải toàn Nhà máy
1.2.4. Tự dùng của nhà máy điện
Ta có:
S
TD
(t) =








+
NM
NM
NM
S
)t(S
.6,04,0S.
100
%
α
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 9
S
NM
(MVA)

t (h)
210
0 8 12 14 20 24
240
300
240
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Trong đó α = 8% từ đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị điện tự
dùng như sau:
t (h)
0 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24
P(%) 70 80 100 100 80
S
TD
(MVA) 19,68 21,12 24 24 21,12
1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ
thống
Bá qua tổn thất công suất, từ phương trình cân bằng công suất ta có
công suất phát về hệ thống
S
HT
(t) = S
NM
(t) - S
đP
(t) - S
T
(t) - S
TD
(t)

Từ đó ta có bảng tính toán phụ tải và cân bằng công toàn nhà máy
0 ÷ 4 4 ÷ 6 6 ÷ 8 8 ÷ 10 10 ÷12 12 ÷14 14 ÷16 16 ÷18 18 ÷20 20 ÷22 22 ÷24
S
NM
(t) 210 210 210 240 240 300 300 300 300 240 240
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 10
T
S MVA
S
TD
(MVA)
t (h)
19,68
0 8 12 14 20 24
21,12
24
21,12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
S
DP
(t) 6,42 6,42 8,57 8,57 10,71 10,71 9,64 9,64 7,5 7,5 7,5
S
T
(t) 87,5 100 100 100 125 125 112,5 112,5 87,5 87,5 87,5
S
TD
19,68 19,68 19,68 21,12 21,12 24 24 24 24 21,12 21,12
S
HT

96,4 83,9 81,75 110,13 83,17 140,29 153,86 153,86 181 123,88 123,88
• Đồ thị phụ tải hệ thống
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 11
S
HT
83,17
181
96,4
83,9
81,75
110,13
140,29
153,86
123,88
t (h)
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
• Đồ thị phụ tải tổng hợp
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 12


0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
S (MVA)
210
240
300
240
S

NM
S
NM
113,6
126,1
128,25
129,69
156,88
159,71
146,14
119
116,12
S
TD
+ S
§P
+ S
T
S
T
26,1
28,5
29,69
31,83
34,71
33,64
31,35
28,62
(S
TD

+ S
§P
)
S
§P
19,68
21,12
24
21,12
S
t®
S
TD
t(h)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Nhận xét chung:
- Phụ tải điện áp trung nhỏ nhất là 78,5 (MVA), lớn hơn công suất định
mức của 1 máy phát (75 (MVA)) nên ta có thể ghép Ýt nhất một bộ máy phát
và phía thanh góp này và cho vận hành định mức liên tục.
- Phụ tải điện áp máy phát =
dmFdp
P%15P
2
1
≤
của máy phát

960%.155,49.
2
1

=≤=
(MW)
Vậy ta có thể dùng sơ đồ bộ
- Cấp điện áp cao áp (220 kV) và trung áp (110 kV) là lưới trung tính
trực tiếp nối đất nên dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có
lợi hơn. Máy biến áp này liên hệ với nhau cả về điện và về từ. Khả năng phát
triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn của
phụ tải nhà máy, nguồn nhiên liệu Riêng về phần nhà máy hoàn toàn có khả
năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp có sẵn.
1.3.Chọn các phương án nối dây
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng
trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định những đặc tính kinh tế
và kỹ thuật của nhà máy thiết kế. Cơ sở để vạch ra các phương án bảng phụ
tải tổng hợp, đồng thời tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung.
- Với cấp điện áp cao 220 KV và để liên hệ với trung ta dùng hai máy
biến áp liên lạc loại từ ngẫu.
- Có thể ghép bộ máy biến áp vào thanh góp 110 KV. Vì phụ tải cực
tiểu cấp này lớn hơn công suất định mức của một máy phát.
- Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ các đầu cực của máy phát-
máy biến áp từ ngẫu.
- Không nối bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một
bộ như vậy sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Để hạn chế dòng ngắn mạch bình thường, hai máy biến áp này làm việc
riêng rẽ ở phía 10,5 KV và mỗi máy cung cấp cho một nửa phụ tải địa
phương. Trong trường hợp một máy bị sự cố thì máy biến áp còn lại sẽ cung
cấp cho toàn bộ phụ tải địa phương.
Như vậy ta có thể đề xuất bốn phương án sau để lựa chọn;

Phương án 1 :
Phương án này phía 220 kV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp 2
dây quấn. Để làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dùng máy
biến áp từ ngẫu. Phía 110 KV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp hai dây
quấn.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 14
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B
1
HT
S
T
S
TD
S
TD
S
TD
S
®p
S
TD
F

1
F
2
F
3
F
4
220 KV
110 KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
 Phương án 2:
Phương án này hai tổ máy được nối với thanh góp 220 (kV) qua máy
biến áp liên lạc. Còn phía 110 (kV) được ghép 2 bộ máy phát điện - máy biến
áp hai dây quấn.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 15
~ ~ ~
B
1
B
2
B
4
HT
S
T
S
TD
S
TD

S
®p
S
TD
~
B
3
S
TD
F
1
F
2
F
3
F
4
220KV
110KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Phương án 3:
Ghép vào phía 220 (kV) và 110 (kV) mỗi phía 2 bộ máy phát điện máy
biến áp hai quộn dây giữa cao và trung áp ta dùng 2 máy biến áp từ ngẫu, phía
hạ của máy biến áp liên lạc cung cấp cho phụ tải địa phương.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 16
~
HT
S
T

S
TD
S
§P
S
TD
~
S
TD
~ ~
F
1
F
4
S
TD
F
4
F
3
220 KV
110 KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
 Phương án 4
Phương án này phía 220KV đặt 2 bộ MFĐ - MBA 2 dây quấn và để
liên lạc từ cao - trung áp ta đặt 2 bộ MFĐ-MBA từ ngẫu
 Nhận xét

Phương án 1:
- Độ tin cậy cung cấp được đảm bảo.

- Công suất từ bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên 220
(kV) được truyền trực tiếp lên hệ thống, tổn thất không lớn.
- Đầu tư cho bộ cấp điện áp cao hơn sẽ đắt tiền hơn.

Phương án 2 :
- Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm được vốn đầu tư do nối bộ ở
cấp điện áp thấp hơn thiết bị rẻ tiền hơn.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 17
6,42
HT
S
T
S
TD
~ ~
S
TD
~
~
S
TD
S
TD
F
1
F
2
F
3

F
4
220 KV
110 KV
S
§P
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
- Phần công suất thừa bên trung được truyền qua MBA từ ngẫu lên hệ
thống. Nếu hệ thống yêu cầu hai máy F
3
, F
4
phát hết công suất thì hệ thống
nhận công suất phải qua 2 lần MBA
- Lần nhất: Qua 2 MBA 2 dây quấn B
3
, B
4
- Lần hai: Qua 2 MBA từ ngẫu B
1
, B
2
.
 Phương án 3:
- Số lượng MBA nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá
trình vận hành phức tạp và xác suất MBA bị sự cố, tổn thất công suất lớn.
- Khi sự cố bên trung thì MBA tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn
so với công suất của nó.
 Phương án 4 :
- Liên lạc giữa phía cao và phía trung kém

- Các bộ MFĐ-MBA nối bên phía 220 kV sẽ đắt tiền do tiền đầu tư
cho thiết bị ở điện áp cao.
- Sơ đồ thanh góp phía 220 kV nhiều loại thiết bị dẫn đến tổn thất
lớn, vốn đầu tư lớn, vận hành phức tạp.
- Khi sự cố MFĐ-MBA liên lạc thì bộ còn lại chịu tải quá lớn do yêu
cầu phụ tải bên trung lớn.
Tóm lại:
Qua phân tích ở trên ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán
tiếp, phân tích kỹ hơn về kỹ thuật và kinh tế nhằm chọn ra sơ đồ nối điện
chính cho nhà máy điện được thiết kế.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Tính toán chọn máy biến áp
Tính toán chọn máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công
suất của chúng rất lớn, bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện. Do
đó vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn số lượng máy
biến áp Ýt, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ.
2.1. Phương án 1
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 19
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B

1
HT
S
T
S
TD
S
TD
S
TD
S
®p
S
TD
F
1
F
2
F
3
F
4
220 KV
110 KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
2.1.1. Chọn máy biến áp
• Bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây
S
đmB1,B4
≥ S

đmF
= 75 (MVA)
• Máy biến áp tự ngẫu:
S
đmB2
= S
đmB3
≥
α
1

max
S
thõa
(MVA)
Với
max
S
thõa
= S
đmF
= 75 (MVA)
α =
5,0
220
110220
=
−
S
đmB2

= S
đmB3
≥
150
5,0
75
=
(MVA)
Từ đó ta có bảng tham số của máy biến áp phương án 1 như sau:
Bảng 2.1.1
Cấp
điện áp
Loại
S
đm
MVA
Điện áp
cuộn dây KV
Tổn thất KW U
N
%
I
0
%
C T H
P
0
P
N
C-T C-H T-H

A C-T C-H -TH
220 TДЦ 80 240 - 10,5 80 - 320 - - 11 - 0,6
110 TДЦH 80 115 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 - 0,55
220 ATДЦTH 160 230 121 11 85 380 190 190 11 32 20 0,5
2.1.2. Phân bố tải cho các máy biến áp
Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B
1
, B
4
làm việc với đồ thị phụ
tải bằng phẳng suất năm
S
B1
= S
B4
= S
đmF
-
6924.
4
1
75S
4
1
maxtd
=−=
(MVA)
Đồ thị phụ tải các phía của MBA TN B
2
, B

3
theo thời gian t
* Phía trung: S
T
(t) =
)SS(
2
1
4BT
−
(MVA)
* Phía cao: S
C
(t) =
)SS(
2
1
1BHT
−
(MVA)
* Phía hạ: S
H
(t) = S
T
(t) + S
C
(t) (MVA)
Ta có bảng phân bố công suất:
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 20

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Bảng 2.1.2
MBA S
(MVA)
Thời gian (t)
0 ÷ 4 4 ÷ 6 6 ÷ 8 8 ÷10 10÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24
B
1
,B
4
S
C
=S
H
69 69 69 69 69 69 69 69 69
B
2
,B
3
S
C
13,7 7,45 6,38 20,66 7,09 35,64 42,43 56 27,44
S
T
9,25 15,5 15,5 15,5 28 28 21,75 9,25 9,25
S
H
22,95 22,95 21,88 36,16 35,09 63,64 64,18 65,25 36,69
2.1.3. Kiểm tra khả năng mang tải của máy biến áp
Công suÊt định mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cực đại

nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải bình thường.
Kiểm tra sự cố:
Sự cố gây nguy hiểm nhất là khi S
T
= S
Tmax
= 125 (MVA)
Khi đó ta có: S
HT
= 140,29 (MVA)
S
ĐP
= 10,71 (MVA)
* Ta xét các sự cố sau:
 Sự cố B
4
:
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 21
62,5
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B
1
HT

S
T
S
TD
S
TD
S
®p
S
TD
71,29 (MVA)
1,145 (MVA)
62,5
1,145
69
(MVA)
63,645
63,645 (MVA)
F
1
F
2
F
3
F
4
220 KV
110 KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
- Khi sự cố MBA B

4
mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tải một lượng công
suất là:
S =
2
S
Tmax
=
5,62
2
125
=
(MVA)
Bình thường mỗi máy biến áp tự ngẫu tải được một lượng công suất là:
S
B2(B3)
= α.S
đmB
= 0,5.160 = 80 (MVA)
Ta thấy : S
B2(B3)
= 80 > 62,5 (MVA)
Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
• Phân bố công suất khi sự cố cho B
4
Phía trung của máy biến áp từ ngẫu phải tải một lượng công suất là:
S
TB2(B3)
=
2

1
S
Tmax
= 62,5 (MVA)
Lượng công suất từ máy phát F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B
3
)
S
HB2(B3)
= S
đmF
-
2
1
S
đp
-
4
1
S
tđmax
= 70 -
2
1

.10,71 -
4
1
.24 = 63,645 (MVA)
Lượng công suất máy phát lên phÝa cao của B
2
(B
3
)
S
CB2(B3)
= S
HB2(B3)
- S
TB2(B3)
= 63,645 - 62,5 = 1,145 (MVA)
Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là
S
B1
+ (S
CB2
+ S
CB3
) = 69 + 2(1,145) = 71,29 (MVA)
• Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là:
S
thiếu
=
220

TG
S
- 71,29 = 140,29 - 71,29 = 69 (MVA)
Công suất dự trữ của hệ thống là S
dtrHT
= 360 (MVA)
S
dtrHT
=
360
100
300012
=
×
(MVA)
Ta thấy: S
dtrHT
≥ S
thiếu
⇒ Thoả mãn điều kiện
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
 Sự cố B
2
(B
3
)
• Điều kiện kiểm tra sự cố
Khi sự cố MBA B

2
(hoặc B
3
) máy biến áp từ ngẫu còn lại phải tải một
lượng công suất là :
S = S
Tmax
- S
B4
= 125 - 69 = 56 (MVA)
Bình thường mỗi máy biến áp tự ngẫu tải được một lượng công suất là:
S
B2(B3)
= α.S
đmB
= 0,5.160 = 80 (MVA)
Ta thấy: S
B2(B3)
= 80 > 56 (MVA)
Do vậy MBA không bị quá tải.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 23
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B

1
HT
S
T
F
1
S
TD
S
TD
S
®p
S
TD
F
2
F
3
F
4
S
TD
71,29 MVA
56 MVA
69
MVA
64,29
MVA
58,29 MVA
64,29

MVA
69
MVA
2,29 MVA
220 KV
110 KV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
• Phân bố công suất khi sự cố B
2
(hoặc B
3
)
* Phía trung của MBA TN phải tải sang thanh góp trung áp một lượng
công suất:
S
TB2(B3)
= S
Tmax
- S
B4
= 125 - 69 = 56 (MVA)
* Lượng công suất từ MF F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B
3
)

S
HB2(B3)
= S
đmF
- S
đp
-
4
1
S
tdmax
=
= 75 - 10,71 -
4
1
.24 = 58,29 (MVA)
* Lượng công suất F
2
(F
3
) phát lên phía cao của B
2
(B
3
)
S
CB2(B3)
= S
HB2(B3)
- S

TB2(B3)
= 58,29 - 56 = 2,29 (MVA)
* Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là:
S
B1
+ S
CB2(B3)
= 69 + 2,29 = 71,29 (MVA)
* Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là:
S
thiếu
=
220
TG
S
- 71,29 = 140,29 - 71,29 = 69 (MVA)
Ta thấy:
S
dtrHT
≥ S
thiếu
= 360 ≥ 69 (MVA)
 Thỏa mãn điều kiện.
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHBK - HÀ NỘI
Kết luận:
Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng MBA làm việc bị quá tải.

2.1.4. Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA
Tổn thất MBA gồm 2 phần
- Tổn thất sắt không phụ thuộc phụ tải của MBA và bằng tổn thất
không tải của nó.
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc phụ tải của MBA.
Công thức tính tổn thất điện năng trong MBA cho 1 năm là :
• Đối với máy biến áp hai cuộn dây :
∆A
2cd
= ∆P
0
T + ∆P
N
.
365.
2
2
dmB
bé
S
i
tS
• Đối với MBA tự ngẫu
∆A
TN
= n.T.∆P
0
+n.
tiSP
S

CiCN
dmB
(
365
2
2
−
∆Σ
+∆P
N-T
.
ti.S.Pti.S
2
HiHN
2
Ti −
∆+
)
Trong đó:
n: Sè MBA làm việc song song
∆P
0
: Tổn thất không tải trong MBA (kW)
T: Thời gian tổn thất trong 1 năm = 8760 (h)
∆P
N
: Tổn thất ngắn mạch (KW)
S
đmB
: Công suất định mức của MBA ( MVA)

S
C
, S
T
, S
H
: công suất qua cuộn cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu trong
khoảng thời gian t
i
S
bé
: Công suất truyền qua MBA
∆P
NC
= 0,5.(∆P
N C-T
+
2
HTN
2
HCN
PP
αα
−−
∆
−
∆
)
Hà Thanh Xuân - Lớp K1- Quy Nhơn
Trang 25