Đồ án thiết kế cho nhà máy điện

Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
LỜI MỞ ĐẦU
*******
Điện năng là một phần không thể thiếu trong tất cả các lĩnh vực, từ công nghiệp
cho tới đời sống sinh hoạt, Trong nền kinh tế đang phát triển, ngành công nghiệp điện
năng càng đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ hết, Để xây dựng một nền kinh tế
phát triển thì không thể thiếu một nền công nghiệp điện năng vững mạnh, do đó khi quy
hoạch phát triển các khu dân cư, đô thị hay các khu công nghiệp… thì cần phải hết sức
chú trọng vào phát triển mạnh điện, hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung cấp điện
cho các khu vực đó, Hay nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế
hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thoả mãn nhu cầu điện năng không
chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai.
Khi xã hội phát triển, rất nhiều các nhà máy được xây dựng, việc quy hoạch thiết
kế các nhà máy điện và các trạm biến áp…là một công việc vô cùng quan trọng, Để
thiết kế được một hệ thống điện trong các nhà máy điện và trạm biến áp một cách hợp
lý, an toàn và đảm bảo độ tin cậy cao đòi hỏi người kỹ sư điện phải có được trình độ và
khả năng thiết kế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức tiếp thu được trên
giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ Thống Điện đểu được giao đồ án môn nhà máy
điện để thiết kế phần điện trong nhà máy điện. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta
có hiểu biết tổng quan nhất về hệ thống điện cũng như các thiết bị trong hệ thống,
Chúng em xin chân thành cảm ơn giáo viên bộ môn NMĐ, cùng các thầy cô dạy
các môn hoc liên quan đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án.
Hà Nội, ngày 2 tháng 10 năm 2013
SINH VIÊN
Nguyễn Tuấn Anh
Trang 1
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT, ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
*******
Cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện là rất cần thiết đảm bảo cho hệ
thống làm việc ổn định, tin cậy và đảm bảo chất lượng điện năng về tần số, Công suất do
nhà máy điện phát ra phải cân bằng với công suất yêu cầu của phụ tải, Trong thực tế
lượng điện năng luôn thay đổi do vậy người ra phải lập nên đồ thị phụ tải, nhờ đó định ra
phương pháp vận hành tối ưu, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp
điện…Đồ thị phụ tải còn giúp ta chọn đúng công suất máy biến áp và phân bố tối ưu
công suất giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy khác,
1.1 Chọn máy phát điện
Theo đề bài yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy, mỗi tổ máy có
công suất là 30 MW, Tra bảng 1.1 trang 113 – “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm
biến áp” của PGS-TS Phạm Văn Hòa, ta chọn máy phát loại TBC-30.
Thông số máy phát :
Loại máy
phát
S
đm
MVA
P
đm
MW
I
đm
kA
U
đm’
n
đm
v/ph

cos
ϕ
X’’
d
X’
d
X
2
X
0
TBC-30 37,5 30 2,065 10,5 3000 0,8 0,153 0,26 0,187 0,074
1.2 Tính toán cân bằng công suất
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho phụ tải của nhà máy và phụ tải các cấp điện áp
dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P
max
và hệ số cos
ϕ
của từng phụ tải ở
cấp điện áp tương ứng, từ đó ta tính được phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu
kiến.Các tính toán được trình bày như sau:
1.2.1 Phụ tải toàn nhà máy
Phụ tải toàn nhà máy nhiệt điện :
%( )
( ) .
100. os
FNM
tnm dm
F
P t
S t P

c
ϕ
Σ
=
⇒
%( )
( ) .
100
FNM
tnm dm
P t
S t S
Σ
=
Trong đó:
Trang 2
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
( )
tnm
S t
- Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
%( )
FNM
P t
- Phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
cos
F
ϕ

- Hệ số công suất định mức của MF

dm
S
Σ
- Tổng công suất biểu kiến định mức của nhà máy
5 37,5 187,5( )
dm dmF
S n S MVA
Σ
= × = × =

Theo dữ kiện đề bài, ta tính được phụ tải toàn nhà máy trong khoảng thời gian 0-4h
%(0 4)
80
(0 4) 187,5 150( )
100 100
FNM
tnm dm
P
S S MVA
Σ
−
− = × = × =
Ta lần lượt tính toán cho các khoảng thời gian còn lại, số liệu tính toán được theo bảng
sau:
Bảng số liệu tính toán phụ tải toàn nhà máy:
1.2.2 Phụ tải tự dùng
Công suất tự dùng của nhà máy NĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố ( dạng nhiên liệu, loại

tuabin, công suất phát của nhà máy… ). Công suất tự dùng chiếm khoảng 5-10% tổng
công suất phát, Công suất tự dùng gồm có 2 thành phần là:
• Thành phần không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm 40%
• Phần còn lại phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy chiếm 60%
Công suất tự dùng :
( )
%
( ) [0,4 0,6 ]
100 os
dmF tnm
TD
TD dmF
n P S t
S t
c n S
α
ϕ
×
= × + ×
×
Trong đó:
Trang 3
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24

(%)
FNM
P
80 90 90 100 100 90 100 90 90
( )
( )

tnm
S t
MVA
150 168,75 168,75 187,5 187,5 168,75 187,5 168,75 168,75
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
( )
TD
S t
- Phụ tải tự dùng tại thời điểm t
%
α
- Lượng điện phần trăm tự dùng
os
TD
c
ϕ
- Hệ số công suất phụ tải tự dùng
n- Số tổ MF
,
dm F dm F
P S
- Sông suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức của một tổ
MF
( )
tnm
S t
- Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
Số liệu ban đầu:

7%
α
=
, cos
os 0,8
TD
c
ϕ
=
7 5 30 150
(0 4) (0,4 0,6 ) 11,55 ( )
100 0,8 5 37,5
TD
S MVA
×
− = × × + × =
×

Tương tự cho từng mốc thời gian ta có bảng số liệu:
1.2.3 Phụ tải các cấp
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo công thức:
ax
( ) . %( )
os
m
P
S t P t
c
ϕ
=

Trong đó:
( )S t
- Công suất phụ tải các cấp tại thời điểm t
axm
P
- Công suất tác dụng cực đại của phụ tải
cos
ϕ
- Hệ số công suất
Trang 4
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
( )
( )
tnm
S t
MVA
150 168,75 168,75 187,5 187,5 168,75 187,5 168,75 168,75
( )
( )
TD
S t
MVA
11,55 12,34 12,34 13,13 13,13 12,34 13,13 12,34 12,34
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
%( )P t
- Phần trăm công suất phụ tải các cấp tại thời điểm t.
♦ Đối với phụ tải địa phương (cấp điện áp máy phát U
F

)
Số liệu : U = 10,5 kV, P
max
= 12 MW, cos
ϕ
=0,85

ax
UF ax
12
14,12 ( )
os 0,85
m
m
P
S MVA
c
ϕ
= = =
Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm 0-4:
ax
UF UF UF ax UF
70
(0 4) %( ) %( ) 14,12 9,89( )
os 100
m
m
P
S P t S P t MVA
c

ϕ
− = × = × = × =
Tính toán lần lượt cho các khoảng thời gian còn lại, ta lập đươc bảng sau:
♦ Đối với phụ tải cấp điện áp trung áp 110kV
Số liệu : U
đm
=110 kV, P
max
= 60 MW,
cos 0,8
ϕ
=
Công suất phụ tải phía trung áp 110 kV tại thời điểm 0-4
( ) ( )
ax
60 90
0 4 % 0 4 67,5( )
os 0,8 100
m
UT UT
P
S P MVA
c
ϕ
− = × − = × =
Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại, ta có bảng số liệu tính toán như sau:
♦ Công suất phát về hệ thống
Trang 5
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
UF

(%)P
70 80 80 90 90 100 100 80 80
UF
( )
( )
S t
MVA
9,89 11,3 11,3 12,71 12,71 14,12 14,12 11,3 11,3
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
UT
(%)P
90 80 80 90 100 80 90 90 80
UT
( )
( )
S t
MVA
67,5 60 60 67,5 75 60 67,5 67,5 60
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm, nghĩa là công suất phát ra của nhà
máy phải bằng công suất tiêu thụ của phụ tải và tổn thất công suất.
Nếu không xét đển tổn thất công suất, ta có thể tính toán gần đúng theo công thức sau:
[ ]
UF
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
VHT tnm UT TD
S t S t S t S t S t
= − + +

Trong đó
( )
VHT
S t
- Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t
( )
tnm
S t
- Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
UF
( )S t
- Công suất phụ tải địa phương (cấp điện áp MF) tại thời điểm t
UT
( )S t
- Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t

( )
TD
S t
- Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t
Thay số liệu vào, ta tính được công suất phát về hệ thống theo bảng sau:
Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy bao gồm cả phụ tải cấp điện áp máy phát, phụ tải cấp
điện áp trung , tự dùng của nhà máy và công suất phát về hệ thống như sau:
Trang 6
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
( )
( )
tnm
S t
MVA

150 168,75 168,75 187,5 187,5 168,75 187,5 168,75 168,75
TD
( )
( )
S t
MVA
11,55 12,34 12,34 13,13 13,13 12,34 13,13 12,34 12,34
UF
( )
( )
S t
MVA
9,89 11,3 11,3 12,71 12,71 14,12 14,12 11,3 11,3
UT
( )
( )
S t
MVA
67,5 60 60 67,5 75 60 67,5 67,5 60
( )
( )
VHT
S t
MVA
61,06 85,11 85,11 94,16 86,66 82,29 92,75 77,61 85,11
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy và các cấp điện áp
1.3 Xây dựng các phương án nối dây

1.3.1 Cơ sở để đề xuất các phương án nối dây
Trang 7
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Qua quá trình phân tích và tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và phụ tải toàn nhà
máy ta có bảng tổng kết công suất sau :
( )S MVA
TD
S
UF
S
UT
S
tnm
S
VHT
S
ax
( )
m
S MVA
13,13 14,12 75 187,5 94,16
min
( )S MVA
11,55 9,89 60 150 61,06
Ta dựa vào các nguyên tắc để đề xuất phương án như sau:
 Nguyên tắc 1
Khi phụ tải địa phương nhỏ, thì không cần thanh góp điện áp đầu cực MF,mà chúng được
cấp điện trực tiếp từ đầu cực MF.

Giả thiết phụ tải địa phương được cấp điện từ đầu cực của 2 MF. Quy định về mức nhỏ
công suất của phụ tải địa phương là không vượt quá 15% công suất định mức của một tổ
MF theo biểu thức sau:
ax
UF
100 15%
2.
m
dm F
S
S
× ≤
Thay số liệu vào ta được
14,12
100 18,83% 15%
2 37,5
× = ≥
×
 Vậy ta cần phải dùng thanh góp cấp điện áp MF để cấp điện cho phụ tải địa
phương (cấp điện áp U
F
)
 Nguyên tắc 2
Phải chọn số lượng tổ máy phát ghép lên thanh góp sao cho khi một tổ máy trong
chúng nghỉ thì các tổ máy còn lại phải đảm bảo đủ công suất cho phụ tải địa phương
và tự dùng của các tổ máy còn lại. Giả sử ghép 2 tổ MF lên thanh góp cấp điện áp MF
Ta có:
ax
UF
14,12

m
S MVA=
;
ax
1 ax
13,13
( )
5
m
F m
TD
TD
S
S MVA
n
= =
Kiểm tra điều kiện:
Trang 8
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
ax 1 ax
UF
13,13
2. 14,12 2. 19,38 ( ) 37,5( )
5
m F m
TD dm F
S S MVA S MVA
+ = + = ≤ =

 Ta có thể phép có thể ghép 2 tổ MF lên thanh góp cấp điện áp máy phát
 Nguyên tắc 3
Trong số liệu đề bài cho, ta có 3 cấp điện áp là 220kV, 110kV và cấp điện áp MF
10,5kV.
Mà cấp điện áp 220kV và 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, và hệ số có lợi
220 110
0,5
220
C T
C
U U
U
α
−
−
= = =
 Do đó ta dùng MBA tự ngẫu làm liên lạc.
 Nguyên tắc 4
Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây ghép lên thanh góp (TBPP) cấp điện áp
tương ứng trên cơ sở cân bằng công suất cấp và công suất phụ tải.
Phụ tải cấp điện áp trung :
ax
min
75
60
m
UT
UT
S
S

=
; mà công suất một tổ máy
37,5
dmF
S MVA=
 Vậy ta có thể ghép 1 đến 2 bộ MF-MBA lên thanh góp cấp điện áp trung.
 Nguyên tắc 6
Ta có thể sử dụng sơ đồ có nối bộ MF-MBA liên lạc hoặc sử dụng bộ MF-MBA cuộn
dây ở 2 phía điện ápcao, còn MBA liên lạc không nối trực tiếp với MFmà nối với thanh
góp điện áp cao, phụ tải địa phương được cấp điện từ cuộn hạ áp của MBA liên lạc.
 Nguyên tắc 7
Đối với tổ máy công suất nhỏ, ta có thể ghép hai MF chung với 1 MBA, nhưng phải đảm
bảo nguyên tắc tổng công suất các tổ máy phải nhỏ hơn công suất dự phòng của hệ
thống .
ép
HT
dm F dp
gh
S S
≤
∑
. Theo bài ra ta có:
37,5 ; 100
HT
dmF dp
S MVA S MVA
= =
 Vậy ta có thể ghép 2 tổ máy phát chung một MBA.
Trang 9
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD

SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Từ những phân tích ở trên, ta có thể đưa ra sơ bộ các phương án như sau:
 Phương án 1
 Phương án 2

 Phương án 3
Trang 10
B2
B4
B3
~
~
~ ~
HT
S
UT
110kV
F1
F2
F3
F4
F5
B1
B4
B5
~
B2
S
UF

220kV
~ ~
110kV
F4
F5
B4
B5
S
UT
HT
220kV
~
F2
F3
~
F1
B1
~
B2
B3
B7
S
UF
B6
HT
~
110kV
F5
B5
S

UT
S
UF
B4
F4
~
F3
B3
220kV
~
~
F1
F2
B1
B2
~
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
2 Phân tích, đánh giá sơ bộ và chọn phương án
Để giảm khối lượng tính toán, ta đi phân tích sơ bộ để giữ lại 2 phương án
• Phương án 1
Phương án này có hai bộ MF-MBA 2 cuộn dây, được nối lên thanh góp trung áp 110kV.
Một bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp cao áp 220kV. MBA liên lạc là MBA
TN, phụ tải địa phương được trích từ thanh góp đầu cực MF.
Công suất của hai bộ MF-MBA 2 cuộn dây phải cấp đủ công suất cho phụ tải phía trung,
phần công suất còn thừa được truyền lên cao áp nhờ MBA liên lạc. Khi hỏng một bộ MF-
MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp cấp điện áp phía trung thì công suất còn thiếu sẽ được
truyền từ phía cao áp sang phía trung áp của MBA TN.
Khi hỏng một MBA TN thì công suất từ phía trung truyền sang phía cao thì do MBA TN

còn lại đảm nhiệm.
 Phương án này vận hành linh hoạt, đơn giản , đảm bảo CCĐ cho phụ tải các cấp.
• Phương án 2
Ta dùng hai bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối thẳng lên thanh góp trung áp, có3 bộ MF-MBA
2 cuộn dây nối thẳng lên thanh góp cao áp 220kV. MBA liên lạc là MBA TN, phụ tải địa
phương được cấp điện từ cuộn hạ của MBA liên lạc.
Trang 11
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Phương án này sử dụng MBA 220kV nên vốn đầu tư tăng hơn so với phương án 1vì phải
dùng nhiều MBA 220kV. MBA liên lạc vận hành phức tạp, kém linh hoạt.
 Phương án này vốn đầu tư lớn, vận hành phức tạp, kém linh hoạt
• Phương án 3
Sơ đồ của phương án này chỉ khác sơ đồ của phương án 1 là chuyển một bộ MF-MBA 2
cuộn dây nối lên phía trung bây giờ chuyển sang phía cao áp.
Phương án này đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải, khi phụ tải phí trung áp thiếu
công suất thì có thể lấy công suất từ phía cao về và từ cuộn hạ lên. Việc sử dụng nhiều
MBA 220kV làm cho vốn đầu tư của phương án cũng tăng lên.
 Ưu điểm như phương án 1 nhưng vốn đầu tư cao hơn.
Từ những phân tích nêu trên, ta có thể sơ bộ chọn 2 phương án để tính tiếp đó là phương
án 1 và phương án 3.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA
2.1.1 MBA 2 cuộn dây
Công suất bộ MF-MBA 2 cuộn dây:
ax
13,13
37,5 34,87( )
5

m
TD
bo dm F
S
S S MVA
n
= − = − =
2.1.2 MBA liên lạc
Sau khi phân công suất cho MBA 2 cuộn dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc
đảm nhiệm.
 Phương án 1
Phân bố công suất cho MBA tự ngẫu cho các phía MBA B2,B3 theo chiều dòng
công suất từ hạ lên trung và lên cao :
( )
1
( ) ( ) 2
2
CT UT bo
S t S t S
= × − ×
;
( )
1
( ) ( )
2
CC VHT bo
S t S t S
= × −

( ) ( ) ( )

CH CC CT
S t S t S t
= +
Bảng tính toán cho các khoảng thời gian:
Trang 12
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
 Phương án 3
Phân bố công suất cho các phía của MBA liên lạc (công suất truyền từ hạ lên trung và lên
cao).
( )
1
( ) ( )
2
CT UT bo
S t S t S
= × −
;
( )
1
( ) ( ) 2
2
CC VHT bo
S t S t S
= × − ×

( ) ( ) ( )
CH CC CT
S t S t S t

= +
Bảng tính toán cho các khoảng thời gian như sau:
2.2 Chọn loại và công suất định mức cho MBA
2.2.1 MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây
Công suất định mức chọn theo công thức sau:
Trang 13
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
( )
( )
CT
S t
MVA
-1,13 -4,88 -4,88 -1,13 2,63 -4,48 -1,13 -1,13 -4,88
( )
( )
CC
S t
MVA
13,1 25,12 25,12 29,65 25,9 23,71 28,94 21,37 25,12
( )
( )
CH
S t
MVA
11,97 20,27 20,27 28,52 28,53 18,83 27,81 20,24 20,24
Giờ 0÷4 4÷8 8÷10 10÷12 12÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
( )
( )
CT
S t

MVA
16,32 12,57 12,57 16,32 20,07 12,57 16,32 16,32 12,57
( )
( )
CC
S t
MVA
-4,35 7,69 7,69 12,21 8,46 6,28 11,51 3,94 7,69
( )
( )
CH
S t
MVA
11,97 20,26 20,26 28,53 28,53 18,85 27,83 20,26 20,26
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4

1F
dm B dmF TD dmF
S S S S
≥ − ≈
 Phương án 1
Các máy phát điện có công suất định mức
37,5( )
dmF
S MVA=
Vậy ta chọn MBA B1,B4,B5 có thông số như sau:
Bảng thông số MBA 2 cuộn dây. (Tra bảng 2.5 và 2.6 -“ Thiết kế phần điện trong NMĐ
và trạm BA” –Phạm Văn Hòa)

MBA
Loại
MBA
( )
dmBA
S
MVA
Điện áp cuộn dây
( )kV
Điện áp ngắn mạch
(%)
0
(%)I
C T H C-T C-H T-H
1 TPДЦ 63 230 - 11 - 12 - 0,8
4,5 TPД 40 115 - 10,5 - 10,4 - 0,65
 Phương án 3
Chọn MBA 2 cuộn dây như phương án 1
Bảng thông số MBA 2 cuộn dây. (Tra bảng 2.5 và 2.6-“ Thiết kế phần điện trong NMĐ
và trạm BA” –Phạm Văn Hòa)
MBA
Loại
MBA
( )
dmBA
S
MVA
Điện áp cuộn dây
( )kV
Điện áp ngắn mạch

(%)
0
(%)I
C T H C-T C-H T-H
1,2 TPДЦ 63 230 - 11 - 12 - 0,8
5 TPД 40 115 - 10,5 - 10,4 - 0,65
2.2.2 MBA liên lạc
 Phương án 1
- MBA TN B2,B3là loại điều chỉnh dưới tải.
- Chọn công suất cho MBA B2,B3 như sau:
• Lúc bình thường
Trang 14
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
- Trường hợp tải công suất từ trung, đồng thời từ hạ lên cao thì cuộn nối tiếp mang
tải nặng nề nhất.
Ứng với thời điểm t = (10-12)
ax
29,65( ) ; 28,52( ) ; 1,13( )
m
CC CH CT
S MVA S MVA S MVA= = =
Vậy công suất thừa lớn nhất trong TH này:
( )
ax ax
1
ax . ( ) ( ) 0,5.(28,52 1,13) 14,83( )
m m
thua nt CH CT

S S M S t S t MVA
α
= = + = + = 
 
- Trường hợp tải công suất từ hạ lên cao, đồng thời lên trung thì cuộn hạ mang tải
nặng nề nhất.
Ứng với thời điểm t = (12-16)
Công suất thừa lớn nhất lúc này :
( )
ax ax
2
ax ( ) 28,53( )
m m
thua CH CH
S S M S t MVA= = =
Ứng với thời điểm t = (0-4) phụ tải cấp điện áp MF cực tiểu.
min
UF
9,89 ( )S MVA=
;
UFmin
11,55 ( )
TD
S MVA=
Công suất thừa lớn nhất tại thời điểm này:
ax UFmin min UFmin
3 UF
1 1
. .
2 5

1 1
37,5 .9,89 .11,55 30,25 ( )
2 5
m
thua CH dmF TD
S S S S S
MVA
= = − −
= − − =
Do vậy ta chọn công suất cho MBA TN theo công suất thừa
ax
3
m
thua
S
như sau:
ax
3
1 1
. .30,25 60,49( )
0,5
m
dmTN thua
S S MVA
α
≥ = =
Ta chọn loại MBA TN loại ATДЦTH -63000/220/110 có các thông số như sau:
(tra bảng 2.6-“ Thiết kế phần điện trong NMĐ và trạm BA” – Phạm Văn Hòa)
Loại
MBA

( )
dmBA
S
MVA
Điện áp cuộn dây
( )kV
Điện áp ngắn mạch
(%)
0
(%)I
Trang 15
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
C T H C-T C-H T-H
ATДЦTH 63 230 121 11 11 35 22 0,5
• Khi sự cố
- Xét sự cố: Hỏng một bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp cấp điện áp trung
110kV tại thời điểm
max
75
UT
S MVA
=
. Giả sử hỏng bộ B5, ứng với thời điểm t = (12-
16)
max max
UF
86,66( ) ; 12,71( )
UT UT

VHT
S MVA S MVA
= =
;
max max
25,9( ) ; 13,13( )
UT UT
CC TD
S MVA S MVA
= =
Điều kiện kiểm tra quá tải như sau:
ax
4
2. . .
sc m
qt dmTN boB UT
K S S S
α
+ ≥
Hay
ax
2.1,4.0,5.63 34,87 88,2( ) 75( )
m
UT
MVA S MVA
+ = ≥ =
 Thỏa mãn.
Phân bố công suất khi sự cố:
( )
ax

4
1
2
m
CT UT boB
S S S
= × −
max ax
UF
1 1
. .
2 5
UT m
CH dmF TD
S S S S
 
= − −
 ÷
 


CC CH CT
S S S
= −
Thay số liệu vào ta tính được:
( )
1
75 34,87 20,07( )
2
CT

S MVA
= × − =
1 13,13
37,5 .12,71 28,52( )
2 5
CH
S MVA
 
= − − =
 ÷
 


28,52 20,07 8,45( )
CC
S MVA
= − =
Chế độ công suất truyền tải từ hạ lên cao, đồng thời lên trung.
Trang 16
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4

Cuộn hạ mang tải nặng nề nhất.
Kiểm tra quá tải của cuộn hạ :
. .
sc
qt dmTN CH
K S S
α

≥
1,4.0,5.63 44,1( ) 28,52( )MVA MVA
= >


Thỏa mãn.
Công suất phát về hệ thống lúc này :
max
1
2. 86,66 34,87 2.8,45 34,89( )
UT
thieu VHT boB CC
S S S S MVA
= − − = − − =
100( )
HT
thieu DP
S S MVA< =


Thỏa mãn
- Xét sự cố: Hỏng một MBA liên lạc tại thời điểm
max
75
UT
S MVA=
, ứng với thời điểm t
= (12-16)
max max
UF

86,66( ) ; 12,71( )
UT UT
VHT
S MVA S MVA= =
;
max max
25,9( ) ; 13,13( )
UT UT
CC TD
S MVA S MVA= =
Điều kiện kiểm tra quá tải như sau:
ax
4
. . 2.
sc m
qt dmTN boB UT
K S S S
α
+ ≥
Hay
ax
1,4.0,5.63 2.34,87 113,84( ) 75( )
m
UT
MVA S MVA+ = ≥ =
 Thỏa mãn.
Phân bố công suất khi sự cố:
( )
ax
4

2.
m
CT UT boB
S S S
= −
max ax
UF
1
.
5
UT m
CH dmF TD
S S S S
 
= − −
 ÷
 

Trang 17
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4

CC CH CT
S S S
= −
Thay số liệu vào, ta tính được:
( )
75 2.34,87 5,26( )
CT

S MVA
= − =
13,13
37,5 12,71 22,16( )
5
CH
S MVA
 
= − − =
 ÷
 


22,16 5,26 16,9( )
CC
S MVA
= − =
Chế độ công suất truyền tải từ hạ lên cao, đồng thời từ lên trung.

Cuộn hạ mang tải nặng nề nhất.
Kiểm tra quá tải của cuộn hạ :
. .
sc
qt dmTN CH
K S S
α
≥
1,4.0,5.63 44,1( ) 22,16( )MVA MVA
= >


Thỏa mãn.
Công suất phát về hệ thống lúc này :
max
1
86,66 34,87 16,9 34,89( )
UT
thieu VHT boB CC
S S S S MVA
= − − = − − =
100( )
HT
thieu DP
S S MVA
< =
. (Thỏa mãn)
Vậy phương án 1 đảm bảo điều kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố.
 Phương án 3
• Lúc bình thường
- Trường hợp tải công suất từ cao, đồng thời từ hạ lên trung thì cuộn chung mang
tải nặng nề nhất.
Trang 18
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
Ứng với thời điểm t = (0-4)
ax
16,32( ) ; 11,97( ) ; 4,35( )
m
CT CH CC
S MVA S MVA S MVA

= = =
Vậy công suất thừa lớn nhất trong TH này:
( )
ax ax
1
ax ( ) . ( ) (11,97 0,5.4,35) 14,24( )
m m
thua ch CH CC
S S M S t S t MVA
α
= = + = + = 
 
- Trường hợp tải công suất từ hạ lên cao, đồng thời lên trung thì cuộn hạ mang tải
nặng nề nhất, ứng với thời điểm t = (10-16).
Công suất thừa lớn nhất lúc này :
( )
ax ax
2
ax ( ) 28,53( )
m m
thua CH CH
S S M S t MVA= = =
Ứng với thời điểm t = (0-4) phụ tải cấp điện áp MF cực tiểu.
min
UF
9,89 ( )S MVA
=
;
UFmin
11,55 ( )

TD
S MVA
=
Công suất thừa lớn nhất tại thời điểm này:
ax UFmin min UFmin
3 UF
1 1
. .
2 5
1 1
37,5 .9,89 .11,55 30,25 ( )
2 5
m
thua CH dmF TD
S S S S S
MVA
= = − −
= − − =
Do vậy ta chọn công suất cho MBA TN theo công suất thừa
ax
3
m
thua
S
như sau:
ax
3
1 1
. .30,25 60,5( )
0,5

m
dmTN thua
S S MVA
α
≥ = =
Ta chọn loại MBA TN loại ATДЦTH -63000/220/110 có các thông số như sau:
(tra bảng 2.6-“ Thiết kế phần điện trong NMĐ và trạm BA” – Phạm Văn Hòa)
Loại
MBA
( )
dmBA
S
MVA
Điện áp cuộn dây
( )kV
Điện áp ngắn mạch
(%)
0
(%)I
C T H C-T C-H T-H
ATДЦTH 63 230 121 11 11 35 22 0,5
• Khi sự cố
Trang 19
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
- Xét sự cố: Hỏng một bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp cấp điện áp trung
110kV tại thời điểm
max
75

UT
S MVA
=
. Giả sử hỏng bộ B5, ứng với thời điểm t = (12-
16)
max max
UF
86,66( ) ; 12,71( )
UT UT
VHT
S MVA S MVA
= =
;
max max
25,9( ) ; 13,13( )
UT UT
CC TD
S MVA S MVA
= =
Điều kiện kiểm tra quá tải như sau:
ax
2. . .
sc m
qt dmTN UT
K S S
α
≥
Hay
ax
2.1,4.0,5.63 88,2( ) 75( )

m
UT
MVA S MVA= ≥ =
 Thỏa mãn.
Phân bố công suất khi sự cố:
ax
1
2
m
CT UT
S S
= ×
max ax
UF
1 1
. .
2 5
UT m
CH dmF TD
S S S S
 
= − −
 ÷
 


CC CT CH
S S S
= −
Thay số liệu vào, ta tính toán được:

1
75 37,5( )
2
CT
S MVA
= × =
1 13,13
37,5 .12,71 28,52( )
2 5
CH
S MVA
 
= − − =
 ÷
 


28,52 37,5 8,98( )
CC
S MVA
= − =−
Chế độ công suất truyền tải từ hạ, đồng thời từ cao sang trung.

Cuộn chung tải nặng nề nhất.
Kiểm tra quá tải của cuộn chung :
Trang 20
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
( )

ax
. . ax ( ) . ( ) 28,53 0,5.12,21 34,64( )
sc m
qt dmTN ch CH CC
K S S M S t S t MVA
α α
≥ = + = + =
1,4.0,5.63 44,1( ) 34,64( )MVA MVA
= >

Thỏa mãn.
Công suất phát về hệ thống lúc này :
max
1
2. 2. 86,66 2.34,87 2.( 8,98) 34,88( )
UT
thieu VHT boB CC
S S S S MVA= − − = − − − =
100( )
HT
thieu DP
S S MVA< =
. (Thỏa mãn)
- Xét sự cố: Hỏng một MBA liên lạc tại thời điểm
max
75
UT
S MVA
=
, ứng với thời điểm

t = (12-16)
max max
UF
86,66( ) ; 12,71( )
UT UT
VHT
S MVA S MVA= =
;
max max
25,9( ) ; 13,13( )
UT UT
CC TD
S MVA S MVA= =
Điều kiện kiểm tra quá tải như sau:
ax
5
. .
sc m
qt dmTN boB UT
K S S S
α
+ ≥
Hay
ax
1,4.0,5.63 34,874 78,97( ) 75( )
m
UT
MVA S MVA+ = ≥ =
 Thỏa mãn.
Phân bố công suất khi sự cố:

( )
ax
5
m
CT UT bo B
S S S
= −
max ax
UF
1
.
5
UT m
CH dmF TD
S S S S
 
= − −
 ÷
 


CC CH CT
S S S
= −
Thay số liệu vào, ta tính toán được:
Trang 21
( )
75 34,87 40,13( )
CT
S MVA

= − =
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
13,13
37,5 12,71 22,16( )
5
CH
S MVA
 
= − − =
 ÷
 


22,16 40,13 17,97( )
CC
S MVA
= − =−

Chế độ công suất truyền tải từ hạ, đồng thời từ cao sang trung.

Cuộn chung tải nặng nề nhất.
Kiểm tra quá tải của cuộn chung :
( )
ax
. . ax ( ) . ( )
sc m
qt dmTN ch CH CC
K S S M S t S t

α α
≥ = +
( )
ax
ax ( ) . ( ) 22,16 0,5.17,97 31,15( )
m
ch CH CC
S M S t S t MVA
α
= + = + =
1,4.0,5.63 44,1( ) 31,15( )MVA MVA
= >

Thỏa mãn.
Công suất phát về hệ thống lúc này :
max
1
2. 86,66 2.34,87 ( 17,97) 34,89( )
UT
thieu VHT boB CC
S S S S MVA
= − − = − − − =
100( )
HT
thieu DP
S S MVA
< =
. (Thỏa mãn)
Vậy phương án 3 đảm bảo điều kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố.
2.3 Tính toán tổn thất công suất,điện năng trong MBA

2.3.1 Tính toán tổn thất công suất, điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây.
Do sơ đồ bộ mang tải bằng phẳng suốt 24h ,
34,87( )
bo
S MVA
=
, nên tổn thất điện năng
cả năm trong MBA là:
- MBA 2 cuộn dây cấp 110kV có
0
175 ; 52
N
P kW P kW
∆ = ∆ =
Trang 22
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
2
2
bô
0110 N110 0 N
dmBA
S 34.87
( P P .8760) 52 175. .8760
S 40
1620520,38(kWh)
 
 
 

∆Α= ∆Α + ∆Α = ∆ +∆ = +
 
 ÷
 ÷
 
 
 
=

- MBA 2 cuộn dây cấp 220kV có
0
300 ; 82
N
P kW P kW∆ = ∆ =
2
2
bo
0220 N220 0 N
dmBA
S 34,87
P P .8760 82 300. .8760
S 63
1523416,9(kWh)
 
 
 
 
∆Α=∆Α +∆Α = ∆ +∆ = +
 
 

 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
=
2.3.2 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA TN

( )
C 2 T 2 H 2
TN 0 N Ci i N Ti i N Hi i
2
i 24
dmTN
365
A P .8760 P .S . t P .S . t P .S . t
S
∈
∆ = ∆ + ∆ ∆ + ∆ ∆ + ∆ ∆
∑
Nhà chế tạo chỉ cho
0
215 ; 45
C T
N
P kW P kW
−
∆ = ∆ =

.thì coi như tổn hao
215
107,5
2 2
C T
C H T H
N
N N
P
P P kW
−
− −
∆
∆ = ∆ = = =
2 2
2 2
2 2
1 1 107,5 107,5
.( ) (215 ) 107,5
2 2 0,5
1 1 107,5 107,5
.( ) (215 ) 107,5
2 2 0,5
1 1 107,5 107,5
.( ) ( 215) 322,5
2 2 0,5
C H T H
C C T
N N
N N

C T C H
T C T
N N
N N
C H T H
H C T
N N
N N
P P
P P kW
P P
P P kW
P P
P P kW
α
α
α
− −
−
− −
−
− −
−
∆ − ∆
−
∆ = ∆ + = + =
∆ − ∆
−
∆ = ∆ + = + =
∆ + ∆

+
∆ = − ∆ = − =
- Phương án 1:
Ta lập được bảng số liệu sau:
Giờ
2
.
CTi Ti
S t∆
2
.
CCi Ci
S t∆
2
.
CHi Hi
S t∆
0-4 686,44 5,1076 809,9716
4-8 2524,058 95,2576 3600
8-10 1262,029 47,6288 1800
10-12 1758,245 2,5538 1894,817
12-16 2683,24 27,6676 2165,972
Trang 23
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
16-18 1124,328 47,6288 1634,776
18-20 1675,047 2,5538 1808,41
20-22 913,3538 2,5538 1012,5
22-24 1262,029 47,6288 1800

Σ
13888,77 278,5806 16526,45
TN 0 N
2
365
A 45.8760 .(107,5.278,5806 107,5.13888,77 322,5.16526,45)
63
1024399,34(kWh)
∆ = ∆Α + ∆Α = + + +
=
Vậy tổn thất điện năng trong MBA của phương án 1:
220 110
2.1024399,34 1523416,9 2.1620520,38 6813256,34( )
TN B B
A A A A kWh
Σ
∆ = ∆ + ∆ + ∆ = + + =
- Phương án 3:
Ta lập được bảng số liệu sau:
Giờ
2
.
CTi Ti
S t∆
2
.
CCi Ci
S t∆
2
.

CHi Hi
S t∆
0-4 1065,37 75,69 573,1236
4-8 632,0196 236,5444 1641,87
8-10 316,0098 118,2722 820,9352
10-12 532,6848 298,1682 1627,922
12-16 1611,22 286,2864 3255,844
16-18 316,0098 78,8768 710,645
18-20 532,6848 264,9602 1549,018
20-22 532,6848 31,0472 820,9352
22-24 316,0098 118,2722 820,9352
Σ
5854,693 1508,118 11821,23
TN
2
365
A 45.8760 .(107,5.1508,118 107,5.5854,693 322,5.11821,23) 817582,42(kWh)
63
∆ = + + + =
Vậy tổn thất điện năng trong MBA của phương án 3:
Trang 24
Đồ án : Thiết kế phần điện trong NMĐ và TBA GVHD
SV : Nguyễn Tuấn Anh Phùng Thị Thanh Mai
Lớp : Đ5H4
220 110
2.817582,42 2.1523416,9 1620520,38 6302519,02( )
TN B B
A A A A kWh
Σ
∆ = ∆ + ∆ + ∆ = + + =

Tổng tổn thất điện năng của 2 phương án
Phương án 1
6813256,34( )kWh
Phương án 3
6302519,02( )kWh
Xét về mặt tổn thất ta thấy phương án 3 tốt hơn phương án 1
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
*******
3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối
Dựa vào yêu cầu phụ tải, vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng như đặc
điểm, chế độ làm việc của nhà máy điện, sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối
điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật như: tin cậy, linh hoạt, an
toàn và chỉ tiêu kinh tế.
Các thiết bị phân phối (TBPP) các cấp tương ứng nhận điện năng từ các MBA, sau
đó phân phối điện cho phụ tải các cấp điện áp của mình và phát công suất thừa về
hệ thống. Tùy theo số lượng đường dây và tính chất quan trọng của phụ tải có thể
là: sơ đồ TBPP một hệ thống thanh góp (HTTG) có phân đoạn bằng máy cắt, sơ đồ
TBPP hai HTTG, sơ đồ TBPP hai HTTG có thanh góp vòng, sơ đồ TBPP 1,5 máy
cắt/mạch…
+ Khi chỉ có 2 mạch nguồn và 2 đường dây thì chọn sơ đồ TBPP một hệ thống
thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt.
+ Khi số mạch đường dây từ 2 đến 7 với cấp 35kV, từ 2 đến 5 với cấp 110kV, từ 2
đến 4 với cấp 220KV thì dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp.
Trang 25