đồ án kỹ thuật điện cơ Vạch phương án nối dây - chọn sơ đồ thiết kế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CHƯƠNG 1
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Cơ sở lý thuyết:
- Khi thiết kế bất kỳ một phần tử nào của hệ thống điện thì vấn đề quan
tâm hàng đầu là phải đảm bảo chất lượng điện năng, tức là đảm bảo chất
lượng điện áp và tần sè
- Phô tải điện biến đổi theo tần số và điện áp tại điểm đấu, do đó để đảm
bảo sự ổn định của hệ thống điện thì tại một thời điểm bất kỳ phải đảm bảo
cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng. Cân bằng công suất
tác dụng là để giữ cho tần số và độ lệch tần số luôn nằm trong một giới hạn
cho phép. Cân bằn công suất phản kháng thì để giữ cho điện áp còng nh độ
lệch điện áp luôn nằm trong giới hạn cho phép. Bên cạnh đó, sự thay đổi
điện áp cũng liên quan đến sự thay đổi tần số và ngược lại, chính vì lý do
đó mà trong đồ án thiết kế này ta đặt nhiệm vụ cân băng công suất phát và
tiêu thụ lờn đõự tiờn.
- Muốn cân băng công suất của nhà máy thì người thiết kế phải nắm
vững được quy luật biến đổi điện năng của các phụ tải. Do đó, trước hết ta
cần phải tính toán phụ tải dùa vào các thông số đã biết trong yêu cầu thiết
kế.
I. Tính toán phụ tải:
Mức tiêu thụ điện năng luôn
2
thay đổi theo thời gian. Quy luật biến
thiên của phụ tải theo thời gian biểu diễn trên đồ thị được gọi là đồ thị phụ
tải. Tính toán phụ tải chính là tìm đồ thị phụ tải của các cấp điện áp trong
nhà máy.
Trong yêu cầu thiết kế đã cho đồ thị phụ tải ngày (tính theo P%) và
P
max
, cos ở các cấp điện áp khác nhau. Từ đó ta tính được :

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
+ Công suất tác dụng P(t)
P(t) =
Max
P
100
%P
+ Công suất biểu kiến S(t) được xác định theo công thức sau :
S(t) =
ϕ
cos
)(tP
S(t) : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t_____ MVA
P(t) : Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t _____ MVA
1. Phô tải cấp điện áp máy phát:
P
max
= 15MW, cos = 0,83. 
Kết quả tính phụ tải cấp điện áp máy phát :
t(h) 0- 6 6-10 10-14 14-18 18-24
P% 50 80 100 90 70
S(t) MVA 9,04 14,46 18,07 16,27 12,65
Bảng 1-1:Phô tải cấp điện áp máy phát.
Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát.
2. Phụ tải cấp trung áp 110Kv:
P
max
= 130MW, cos = 0,80
2

0
6
10
12
14
18
24
9,04
14,46
18,07
16,27
12,65
S
®f
(MVA )
t
(h)
2
4
8
16
20
22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
t(h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24
P% 70 90 100 80 70
S(t) MVA 113,75 146,25 162,5 130 113,75
Bảng 1-2:Phô tải cấp trung áp
Từ đó ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV (Trung áp) nh sau:
Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV (Trung áp)

3. Phụ tải tự dùng:
Nhà máy thiết kế thuộc loại nhiệt điện ngưng hơi do đó tự dùng của nhà
máy biến đổi theo phụ tải của nhà máy , và được tính toán theo công thức :
S
td
= .S
nm
(0,4+0,6.
nm
t
S
S
)
S
td
: Công suất tự dùng tại thời điểm t_________MVA
α : % điện tự dùng _______________________ = 8%
S
nm
:Công suất đặt của nhà máy ______________MVA
S
nm
=
8,0
504x
=250 (MVA)
3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
S
t

: Cụng suất phát tại thời điểm t____________MVA
S
t
=
100
%P
.
cos
P
cos
)t(Pnm
NMNM
ϕ
=
ϕ
=
5,2
100
1
%.P.
8.0
50.4
NM
=
P
NM
%.
Từ đó ta lập được bảng kết quả sau:
t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
P% 70 100 100 90 70

S(t) 175 250 225 250 200
S
td
(t) 16.4 20 18,80 20,00 17,60
Bảng 1-3:Phô tải cấp tự dùng.
Đồ thị phụ tải cấp tự dùng.
4. Phụ tải hệ thống:
4
0
6
10
12
14
18
24
S
td
(MVA)
t
(h)
2
4
8
16
20
22
16,4
18,8
20
16,4

18,8
20
17,6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Vì hệ số phụ tải tại các cấp điện áp khác nhau Ýt, nờn cỏc vộc tơ công
suất biểu kiến ở các cấp điện áp khác nhau thì gần đồng pha. Do đó để đơn
giản ta xét CBCS theo gớa trị của công suất biểu kiến S.
S
NM
(t) = S
uf
(t) + S
T
(t) + S
HT
(t) + S
td
(t) + S
Trong tính toán sơ bộ ta bá qua tổn thất S.
⇒ S
HT
(t) = S
NM
(t) –( S
uf
(t) + S
T
(t) + S
td
(t))

Bảng 1-4:Phô tải cấp điện áp hệ thống.
Đồ thị phụ tải hệ thống.
t(h) 0-4 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
nm
175 175 175 250 250 225 250 250 200
S
(uf)
9,04 9,04 14,46 14,46 18,07 18,07 16,27 12,65 12,65
S
(T)
113,75 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130,0 113,75 113,75
S
td
(t) 16.40 16.40 16.40 20 20 18,8 20 20 17,60
S
ht
35,81 3,31 -2,11 69,29 49,43 25,63 83,73 103,6 56,00
5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nhận xét :
- Từ các đồ thị phụ tải đã xác định được ở trên, ta sẽ dùa vào đồ thị để
đưa ra các phương án nối dây, chọn sơ đồ thiết kế, chọn dung lượng
mba, tính toán tổn thất điện năng trong máy điện, phân bố tối ưu công
suất giữa các tổ máy trong hệ thống…
- Từ biểu đồ cân bằng công suất toàn hệ thống không cho ta biết dạng của
đồ thị phụ tải ngày ở các cấp điện áp, nhưng cho ta biết sự phân bố lớn
của phụ tải ở các thời điểm khác nhau trong ngày tại các cấp điện áp
khác nhau, ta thấy công suất tiêu thụ phía trung áp là max và cấp địa
phương là min.

- Dù trữ hệ thống = 12% S
đt
= 1800(MVA).0,12 = 216 (MVA).
- Công suất của nhà máy chủ yếu cung cấp cho phụ tảI trung áp và hệ
thống song cũng có thời điểm hệ thống truyền công suất về phía trung áp
S
HtMax
= 103,6(MVA) (MVA)
S
HtMin
= -2,11(MVA) (MVA)
S
đt
> S
HtMax
Hệ thống không bị mất hết dự trữ cho dù nhà máy đang
phát toàn bộ công suất thừa vào lưới.
- Từ yêu cầu của thiết kế : 4 tổ máy 50MW. Ta chọn các máy phát
điện
đồng bé tua bin hơi kiểu: TB-52-2 cú cỏc thông số về kỹ thuật như sau:
Loại
máy
Thông số định mức Điện kháng tương đối
TB-52-2
cosϕ
P
đm
(MW) S(MVA
)
U(KV) n(v/ph) X

d
” X
d
’ X
d
6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
0,8 50 62,5 10,5 3000 0,135 0,3 1,84
- Nhà máy có hai phía cao áp và trung áp đều có trung tính nối đất trực
tiếp (Cấp điện áp cao và trung áp đều 110 kv) Có thể dùng mba tự 
ngẫu làm máy biến áp liên lạc giữa hai thanh góp.
- Trong đồ án thiết kế này :
%91,28%100.8,0.
50
07,18
max
==
dmF
uF
S
S
Các phương án nối dây phải sử dụng thanh góp điện áp máy phát.
CHƯƠNG 2
7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY - CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT KẾ
I. Cơ sở lý thuyết:
Chọn sơ đồ nối dây cho NMĐ là một khâu rất quan trọng trong quá
trình thiết kế, chọn được sơ đồ hợp lý sẽ đảm bảo các yêu cầu cung cấp
điện và đem lại hiệu quả kinh tế lớn.

Sơ đồ nối dây giữa các cấp điện áp cần phải thoả món cỏc yêu cầu kỹ
thuật sau:
- Số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải
thỏa mãn các điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất,
cỏc mỏy còn lại vẫn đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải ở điện áp máy phát
và phụ tải ở điện áp trung (trừ phần phụ tải cho các bộ hoặc các nguồn khác
nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được).
- Công suất mỗi bộ mf-mba không được phép lớn hơn dự trữ quay
của hệ thống.
- Chỉ được phép ghép bộ mf-mba 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 lúc phụ tải cực tiểu bộ này mới khụng phỏt hết công suất
hoặc công suất phải chuyển qua hai lần biến áp, làm tăng tổn hao và gây
quá tải cho mba ba cuộn dây. Nừu dùng mba tự ngẫu làm mba liên lạc thì
không cần điều kiện này.
- Khi phụ tải điện áp mf nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh
từ các bộ mf-mba, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không vượt quá 15% công
suất của bộ.
- Mba ba cuộn dây chỉ 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 qui định mà chỉ là điều cần chú ý khi sử dụng mba ba cuộn
dây. Như đã biết, tỉ số công suất giữa các cuộn dây trong mba ba dây cuốn
8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
là: 100/100/100 ; 100/66,7/66,7 ; hay 100/100/66,7 nghĩa là cuộn dây có
công suất thấp nhất cũng bằng 66,7% công suất định mức. Do đó nếu công
suất truyền tải qua cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả
năng tải của nó,
- Không nên dựng quỏ hai mba ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc
hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp

hơn.
- Mba tự ngẫu chỉ nờn dựng khi cả hai phía điện áp trung và điện áp
cao đều có trung tính nối đất trực tiếp (U 110Kv).
- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ xoay của hệ thống
thì phải đặt Ýt nhất hai mba.
- Không nên nối song song hai mba hai cuộn dây với mba ba cuộn
dây vì thường không chọn được hai mba có tham số phù hợp để vận hành
song song.
• Sau khi vạch được tất cả các phương án có thể, ta tiến hành phân tích
sơ bộ ưu điểm, nhược điểm các phương án về mặt kinh tế và kỹ thuật để
loại trừ bớt một số phương án rõ ràng không hợp lý và chỉ giữ lại các
phương án hợp lý để luận chứng tiếp.
• Đề xuất và phân tích các phương án có thể:
Ta dùa vào các số liệu đã biết và kết quả của chương 1 để đưa ra các
phương án nối dây có thể.
-Số tổ máy phát điện : 4 tổ máy. Số tổ máy phát điện : 4 tổ máy.
- Công suất mỗi máy phát : 62,5MVA (50MW). Công suất mỗi máy
phát : 62,5MVA (50MW).
-Công suất dự trữ của hệ thống : 216 ( MVA). Công suất dự trữ của hệ
thống : 216 ( MVA).
9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
- Nhà máy có ba cấp điện áp với công suất các phụ tải như sau:
Cấp điện áp
(Kv)
Phụ tải max
(MVA)
Phụ tải min
(MVA)
220 103,6 -2,11

110 162,5 113,75
10,5 18,07 9,04
1) Phương án 1:
- Phương án này có hai tổ máy nối theo sơ đồ bộ 1 và 2 đều nối với
thanh cái điện áp cao và hoàn toàn phát công suất lên hệ thống. Tổ
máy 3 và 4 cung cấp điện cho phụ tải trung áp và phụ tải điện áp
máy phát.
- Phương án này có sơ đồ tương đối đơn giản, tính toán dễ dàng,
thuận lợi , chủng loại máy biến áp Ýt. Tuy nhiên ở phương án này
chỉ dùng hai tổ máy 3 và 4 cung cấp điện cho phụ tải TA và phụ tải
điện áp máy phát, mà phụ tải trung áp lớn nhất theo yêu cầu thiết
kế là lớn hơn cả tổng công suất hai tổ máy, do đó phải lấy công
suất từ hệ thống xuống. Mặt khác nếu vì một lý do nào đó mà một
mba tự ngẫu ngừng làm việc thỡ mỏy biến áp tự ngẫu kia sẽ phải
10
Ht
32
B1 B4
220kv
110kv
S
T
B2
4
B3
1
Ht
2
B1 B4
220kv

110kv
S
T
B2
4
1 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
làm việc trong chế độ rất nặng nề, do đó sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ
của máy và không đảm bảo về chất lượng điện năng cũng như độ
tin cậy cung cấp điện.
- Phương án này có hai tổ máy 1 và 2 nối độc lập vào thanh góp cao
áp nờn nú độc lập trong việc vận hành và điều khiển công suất phỏt
lờn hệ thống, thể hiện tính linh hoạt trong vận hành. Nhưng do cả
hai tổ máy 1 và 2 đều nối với thanh góp cao áp nên các thiết bị đắt,
không có lợi về mặt kinh tế.
2) Phương án 2:
- Khả năng cung cấp đủ
công suất cho phụ tải
là kém hơn phương án
1(Vì chỉ còn một bôn
mf-mba bên trung)
nhưng csuất của mba
tự ngẫu lớn vẫn
đảm bảo được độ tin
cậy trong cung cấp
điện.
- Phương pháp này chỉ
sử dụng có 3 mba
- Thanh góp điện áp cao có Ýt phần tử nối vào hơn, nờn cỏc điều
kiện về cách điện thấp hơn so với phương án 1, vì vậy mà giá thành

các thiết bị cũng giảm đi đáng kể.
11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
3) Phương án 3:
- Khả năng cung cấp đủ công suất cho phụ tải trung áp cực đại kém
hơn so với pa 1, và pa 2, vì chỉ có 1 bé mf-mba bên trung
- Số lượng mba là 4, tuy nhiên chỉ có 3 chủng loại máy, 2 mbatn- 1
mba hợp bộ 110/10kv và 1 mba hợp bộ 220/10 kv.
Sồ lượng phần tử nối vào TG hệ thống lớn hơn pa 1, và pa 2 ( cú thờm 1
bé mf- mba) phức tạp và tốn kém. ành cao hơn.
 Kết luận :
Từ phân tích, nhận xét và so sánh sơ bộ các phương án ở trên, ta chọn
hai phương án 1 và 2 có lợi nhất về mặt kỹ thuật và khả quan về kinh tế để
tính tiếp.
12
Ht
1
2
3
B1 B3 B4
220kv
110kv
S
T
B2
4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CHƯƠNG 3
CHỌN MÁY BIẾN ÁP – TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN

I. CHỌN MÁY BIẾN ÁP :
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng, trong hệ thống điện, tổng
công suất cỏc mỏy biến áp là rất lớn và chiếm khoảng từ 4 đến 5 lần tổn
công suất cac máy phát điện. Vì vậy vốn đầu tư cho máy biến áp là rất cao.
Người ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp Ýt và công suất nhỏ mà
vẫn đảm bảo an toàn cấp điện cho các hộ tiêu thụ.
Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số
lượng, công suất định mức và hệ số biến áp . Công suất định mức của máy
biến áp là công suất liên tục truyền qua máy biến áp với điều kiện làm việc
định mức trong suốt thời hạn làm việc của nó. Người ta quy định thời gian
làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thời gian già hoá tiêu chuẩn. Còn thời
gian làm việc thực tế của máy biến áp được xác định bởi quá trình già hoá
cách điện của cuộn dây. Nói khác đi nó phụ thuộc vào nhiệt độ cuộn dây.
Đối với giấy cách điện tẩm dầu, thời gian làm việc định mức được đảm bảo
khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi 98
0
C . Bởi vậy, máy biến áp có
thời gian làm việc định mức ứng trường hợp nhiệt độ cuộn dây không thay
đổi và bằng 98
0
C. Trong trường hợp như vậy cách điện của máy biến áp
chịu sự hao mòn định mức. Độ tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so
với nhiệt độ không khí xung quanh phụ thuộc vào công suất phụ tải. Công
suất định mức của máy biến áp được quyết định phù hợp với độ tăng nhiệt
độ định mức cuộn dây so với nhiệt độ không khí. Mặt khác, khi chọn công
suất định mức của máy biến áp còn phải tính đến khả năng quá tải của
chúng; quá tải thường xuyên và quá tải sự cố. Quá tải thường xuyên của
máy biến áp là chế độ tải mà một phần thời gian phụ tải của máy biến áp
vượt quá công suất định mức của nó, phần thời gian còn lại của chu kỳ
13

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
khảo sát (ngày, năm) phụ tải máy biến áp thấp hơn công suất định mức của
nó. Quá tải sự cố là quá tải cho phép máy biến áp làm việc trong điều kiện
sự cố mà không gây hư hỏng chỳng.
Máy biến áp được chọn phải đảm bảo khả năng tải hết công suất phát từ
nhà máy, đồng thời khi một máy biến áp ngừng thỡ mỏy biến áp còn lại
phải đủ cung cấp công suất cần thiết cho phụ tải.
Để chọn máy biến áp cho các phương án ta dùa vào kết quả sơ đồ nối
dây chính của máy biến áp đã thiết kế ở chương 2 để biết được số lượng và
cách mắc cỏc mỏy biến áp .Từ đó tiến hành chọn chủng loại, công suất và
các thông số kỹ thuật khác của cỏc mỏy biến áp.
- Với máy biến áp ba pha hai cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ máy phát điện
MF – MBA
S
đmB
S
đmF
Trong đó :- S - S
đmB
là công suất định mức của máy biến áp
-
S
đmF
là công suất định mức của máy phát điện

- Với máy biến áp tự ngẫu mắc theo sơ đồ bộ ta chọn công suất định
mức máy biến áp theo biểu thức sau :
S
đmB


α
1
S
đmF
- : Là hệ số máy biến áp .
= 
5,0
220
110220
U
UU
C
TC
=
−
=
−
Ở đây, khi chọn cỏc mỏy biến áp cho các phương án ta giả thiết rằng
cỏc mỏy biến áp đã được chế tạo theo điều kiện nhiệt độ tại nơi lắp đặt nên
ta không cần hiệu chỉnh lại công suất định mức của nó theo nhiệt độ nữa.
14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp, ta cần kiểm tra
lại khả năng tải của máy biến áp trong điều kiện sự cố xem có thoả mãn
hay không, nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất máy biến áp .
1. Chọn máy biến áp cho phương án 1:
- Chọn máy biến áp B
3
,B
4

: máy biến áp hai dây quấn ghép bộ bên TA.
S
đmB
S
đmF
=
ϕcos
P
dm
=
8,0
50
= 62,5 (MVA)
Từ đó ta chọn được máy biến áp B
1
là : TPДЦH-63-115/10,5 cú cỏc
thông số kỹ thuật như sau : (Phụ lục 4- trang 111. Sách HDTK)
(Chó ý: Giá mba là 91R, Tính theo tỉ giá tiền 1R = 40.10
3
Đ)
- Chọn máy biến áp B
1
, B
2
: máy biến áp tự ngẫu phía cao áp.
S
đmB
(MVA)
Điện áp
(KV)

∆P
0
(KW)
∆ P
N
(KW)
U
N
%
I%
Giá
(10
9
đồng)
U
C
U
H
63 115 10,5 59 245 10,5 0,6 3,64
15
Ht
32
B1 B4
220kv
110kv
S
T
B2
4
B3

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
S
đmTN

.
2
1
α
S
thừa
( ( = 0,5)
S
thừa
= S
Fđm
– S
uF
– 2S
Tdmax
= 2.62,5 – 9,04 –20/2 = 105,96
 S
đmTN

96,105.
5,0.2
1
=105,96(MVA)
Từ đó ta chọn được máy biến áp B
1

, B
2
là : ATДЦTH-125-230/121/11
cú cỏc thông số kỹ thuật nh sau :
S
đmB
(MVA)
Điện áp (KV)
∆P
0
(KW)
∆ P
N
C-T
(KW)
U
N
%
I%
Giá`
(10
9
đồng)U
C
U
T
U
H
C-T C-H T-H
125 230 121 11 85 290 11 31 19 0,6 7,4

. Kiểm tra quá tải cho cỏc mỏy biến áp :
+ CA liên hệ trực tiếp với hệ thống còn TA thì không được nối trực tiếp với
hệ thống nên khi xảy ra ngắn mạch thì nm vẫn phải cung cấp đầy đủ công
suất cho phụ tải trung áp cực đại.
• Háng 1 bé 2 dây quấn (bên trung áp).
Điều kiện: 2.k 2.k
SC
.S
đmF
S
uT(max)
- k: Hệ số quá tải k = 1,4 k = 1,4
- = 0,5
2.1,4.0,5.125 + 62,5 = 237,5 (MVA) S 
uT(max)
= 162,5 (MVA)
Thoả mãn.
• Háng 1 mba liên lạc (bên cao áp).
Điều kiện: k. k. S
đmTN
+ S
đmF(bt)
S
uT(max)
1,4.0,5.125 + 62,5.2 = 212,5 (MVA) S 
uT(max)
= 162,5(MVA)
16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Thoả mãn.

 Kết luận : Cỏc máy biến áp chọn đều thoả mãn với yêu cầu .
2. Chọn máy biến áp cho phương án 2:
- Chọn máy biến áp B
1
và B
2
:
S
đmB
0,5. 
.
1
α
S
thừa
= 0,5.
thua
S.
5,0
1

S
thừa
= S
Fđm
– S
ptMin
– 2.S
Tdmax
= 3.62,5 - 9,04 – 2.

4
20
= 168,46 (MVA)
S
đmTn
168,46 (MVA) 
Từ đó ta chọn được máy biến áp B
1
và B
2
là : ATДЦTH-200-
230/121/11 cú cỏc thông số kỹ thuật nh sau :
S
đmB
(MVA)
Điện áp (KV)
∆P
0
(KW)
∆ P
N
C-T
(KW)
U
N
%
I%
Giá
(10
9

đồng)
U
C
U
T
U
H
C-T C-H T-H
200 230 121 11 125 430 11 32 20 0,6 9,12
- Chọn máy biến áp tự ngẫu B
4
: (Hai dây quấn TA).
17
Ht
2
B1 B4
220kv
110kv
S
T
B2
4
1 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Giống nh phương án 1, ta chọn mba loại: TPДЦH-63-115/10,5
. Kiểm tra quá tải cho cỏc mỏy biến áp :
• Trong tất cả các trường hợp sự cố nm phải đảm bảo phát đủ công suất
cho phụ tải cực đại TA.
+ Sù cố 1 bộ bên trung (MF-mba).
2.k

sc
. .S
đmTn
S
uTmaxt
2.1,4.0,5.200 = 280 (MVA) 
Trong khi đó S
uTmaxt
= 162,5 (MVA) Thoả mãn.
+ Sù cố 1 mba liên lạc:
k
sc
. .S
đmtTn
. + S
b
S
Utmax
(1/2).280.+ (50/0.8) = 202,5 > 162,5 thoả mãn. 
 Kết luận : Cỏc máy biến áp chọn đều thoả mãn với yêu cầu .
II. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP :
1. Phương án 1:
+ Máy biến áp 2 dây quấn hợp bộ, ta cho vận hành bằng phẳng để không
phải điều chỉnh nhiều trong quá trình vận hành. Phân bố mỗi máy biến áp
tải một lượng công suất :
S
b
= S
fđm
-

4
1
S
tdmax
= 62,5 (MVA) -
4
1
.20 (MVA)= 57,5 (MVA)
+ Mba liên lạc :
S
c
=
2
1
S
ht
18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
S
T
=
2
1
(S
UT
– S
bmf-mba
)
S
H

= S
T
+ S
C
Từ đó ta có bảng phân bố công suất trong cuộn dây:
2. Phương án 2:
+ Máy biến áp hợp bộ 2 dây quấn khi vận hành ta cho vận hành bằng
phẳng với công suất hợp bộ.
Sb = SđmF – Std = 57,5 (MVA)
+ Máy biến áp liên lạc, phân bố công suất cuộn dây được xác định bởi:
S
C
= 0,5.S
ht
;
S
T
= 0,5.(S
UF
- S
b
);
S
H
= S
c
+ S
T
Từ đó ta có bảng phân bố công suất trong cuộn dây:
t(h)

C S
0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 – 18 18 - 20 20 – 24
S
ht
35.81 3.31 -2.11 69.29 49.43 25.63 83.13 103.60 56.00
S
Ut
113.75 146.25 146.25 146.25 162.5 162.5 130 113.75 113.75
S
C
17.91 1.66 -1.06 34.65 24.72 12.82 41.57 51.8 28.0
S
T
3.99 20.24 22.86 22.86 32.78 32.78 15.63 5.70 5.70
S
H
21.90 21.90 21.80 57.51 57.50 45.60 57.50 57.50 33.70
19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
III. TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG :
Khi đánh giá các phương án về kinh tế kỹ thuật thì việc đánh giá tổn
thất công suất , tổn thất điện năng là không thể thiếu được. Ta cũng biết
rằng, trong nhà máy điện và trạm biến áp thỡ cỏc tổn thất này chủ yếu do
cỏc mỏy biến áp gây ra. Tong các phương án thiết kế ở trên ta sử dụng cỏc
mỏy biến áp ba pha hai dây quấn và máy biến áp tự ngẫu , vì vậy trong
phần này ta sẽ tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng cho 2 loại máy
biến áp này.
+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai dây quấn được tính
theo công thức sau:
A = P 

0
T +
( )
∑
∆×
i
i
2
i
2
dmB
N
tS
S
P365
Trong đó :
S
đmB
: Công suất định mức của máy biến áp .
P
0
: Tổn thất không tải của máy biến áp.
P
N
:Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp .
t(h)
CS
0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 – 18 18 – 20 20 – 24
S
ht

35.81 3.31 -2.11 69.29 49.43 25.63 83.13 103.60 56.00
S
Ut
113.75 146.25 146.25 146.25 162.5 162.5 130 113.75 113.75
S
C
17.91 1.66 -1.06 34.65 24.72 12.82 41.57 51.8 28.0
S
T
28.13 44.38 44.38 44.38 52.5 52.5 36.25 28.13 28.13
S
H
46.04 46.04 43.32 79.03 77.22 65.32 77.82 79.93 56.13
20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
T: Thời gian làm việc của máy biến áp trong năm
(T=8765h). : Thời gian làm việc của máy biến áp trong năm
(T=8765h).
S
i
: Phô tải của máy biến áp trong thời gian t
i
lấy theo
đồ thị phụ tải ngày.
+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu được tính như sau :
Ta giả thiết coi các cuộn dây nối tiếp, chung, hạ của máy biến áp tự
ngẫu tương đương với các cuộn cao, trung hạ của máy biến áp ba dây
quấn . Khi đó ta có tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu ba pha
được tính theo các công thức sau :
P

C
N
=








α
∆−∆
+∆
−
−
−
2
N
HT
HC
N
TC
N
PP
P
2
1
P
T

N
=








∆+∆−
+∆
−
−
−
2
2
1
α
N
HT
HC
N
TC
N
PP
P
Trong đó:
P
C-T

N
: Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn trung
P
C-H
N
: Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn hạ
P
T-H
N
: Tổn thất ngắn mạch giữa cuộn trung và cuộn hạ
P
H
N
=








∆+∆
+∆−
−
−
−
2
2
1

α
N
HT
HC
N
TC
N
PP
P
P
C
N
: Tổn thất ngắn mạch cuộn cao.
P
T
N
: Tổn thất ngắn mạch cuộn trung.
P
H
N
: Tổn thất ngắn mạch cuộn hạ.
Từ đó ta tính được tổn thất điện năng theo công thức :
21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
A = P 
0
T +
( )
∑
∆∆+∆

+
i
Hi
H
N
Ti
T
N
Ci
C
Ni
dmB
SPSPSPt
S
222
2
365
Trong đó:
S
Ci
: Phô tải cao áp tại thời điểm t
i
.
S
Ti
: Phô tải trung áp tại thời điểm t
i
.
S
Hi

: Phô tải hạ áp tại thời điểm t
i
.
Sau khi tính được tổn thất điện năng ta sẽ đánh giá tổn thất điện năng
theo tổng điện năng tiêu thụ ở phía phụ tải điện áp cao và trung áp theo
công thức sau:
A

% =

∑
∑
∆
A
A
.100%
Trong đó:
A

: Tổng tổn thất điện năng của cỏc mỏy biến áp .
A

: Tổng điện năng tiêu thụ ở phụ tải điện áp cao và trung.
1. Phương án 1:
- Máy biến áp 3 pha 2 dây quấn.
A
3,4
= 2[0,059 + 0,245
8760].
63

5,57
2
2
= 4609,3 (MWh)
 A
3,4
= 4609,3 (MWh)
- Máy biến áp tự ngẫu :
A
1,2
= 2[ P
0
T +
dm
tn
S
365

( )
Hi
H
N
Ti
T
N
Ci
C
N
SPSPSP
222

∆∆+∆
+
t
i
]
Trong đó:
T = 8760 h
P
0
= 0,075
22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
P
N
C
= 0,145 (MW )
P
N
T
= 0,145 (MW )
P
N
H
= 0,435 (MW ) .Từ đó ta tính được : A
1,2
=
2437,887(MWh)
Vậy tổn thất công suất của Phương án 1 là:
A
(1)

= 4609,3 + 2437,887
= 7047,187 (MWh)
. Phương án 2:
- Máy biến áp 2 dây quấn hợp bộ:
A
1
= [0,059 + 0,245
8760].
63
5,57
2
2
= 2304,7 (MWh)
 A
1
= 2304.7 (MWh)
- Máy biến áp tự ngẫu :
A
1,2
= 2[ P
0
T +
dm
tn
S
365

( )
Hi
H

N
Ti
T
N
Ci
C
N
SPSPSP
222
∆∆+∆
+
t
i
]
Trong đó: T = 8760 h T = 8760 h
P
0
= 0,105
P
N
C
= 0,215 (MW )
P
N
T
= 0,215 (MW )
P
N
H
= 0,645 (MW )

Từ đó ta tính được : A
2
= 2533,882 (MWh)
A 
(2)
= 2304,7 + 2533,882
= 4838,582 (MWh)
23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
IV. Tính toán dòng điện cưỡng bức của mạch điện:
1. Phương án 1.
- Mạng điện thiết kế có phụ tải là:
+ 3 kép x 3 (MW ) x 4 km
+ 4 đơn 1,5 (MW ) x 3 km
Giả sử ở cấp điện áp máy phát phô tải được lấy như hình vẽ trên :
o Cấp điện áp máy phát: 10,5 Kv.
Máy phát là loại TB-50-2 nờn cú I
đmF
= 3,44 KA, và mạch mfđ trong
quá trình vận hành cho phép mf quá tải 5% nên ta có :
I
cb1
= 1,05.I
đmF
= 1,05.3,44 = 3,612 (KA).
o Mạch điện hạ áp: (máy biến áp liờn lạc).
24
Ht
3
B

220
110
S
T
B
2
2
3
Kv
Kv
1
B
1
1 .5
1.5
3
3
3
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
4
B
4
1 0,5
Kv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
I
cb2
=
81,4
5,10.3
125.5,0.4,1
3
4,1
==
dmF
dmtn
U
S
α
(KA).
o Mạch kháng điện phân đoạn:
- 2 Trường hợp : + Sù cố máy biến áp liên lạc.
+ Sù cố 1 mfđ.
 Giả sử háng 1 máy biến áp B
2
.
- Công suất phụ tải :S S
pt
=
04,9
83,0
5,7
=
(MVA)

- Công suất qua kháng :
S
qk
= K
sc
. .S
đmtn
+ S
pt
max
+ S
td
max
- S
Fđm

= 1,4.0,5.125 + 9,04 – 62,5 +
4
20
= 39,04 (MVA)
25
Ht
3
B
220
110
S
T
2
3

Kv Kv
B
1
(2)
(3)
(4)
(6)
(7)
4
B
4
10,5
Kv
td
qk
S
S
pt
td
1