Đồ án tốt nghiệp ngành điện do minh duc

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành điện nói riêng và ngành năng lượng nói chung đóng góp một vai trò hết sức
quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhà máy điệnlà
một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện. Cùng với sự phát triển của hệ thống
điện, cũng như sự phát triển hệ thống năng lượng quốc gia là sự phát triển của các nhà
máy điện.
Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật trong thiết kế nhà máy điện sẽ
mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung cũng như hệ thống
điện nói riêng… Sau khi học xong chương trình của nghành hệ thống điện, và xuất phát
từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:
Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ
máy là 63MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ
tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài 50 Km.
Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV.
Em xin chân thành cám ơn: các thầy cô giáo Trường đại học Điện Lực đã trang bị
kiến thức cho em trong quá trình học tập.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo trực tiếp hướng dẫn
em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là TS. Nguyễn Nhất Tùng.
Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi
nhưng thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô để em rút
kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu.
Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 9 tháng 1 năm 2014

Sinh viên
Đỗ Minh Đức
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page2















PHẦN I :THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page3
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT,CHỌN PHƯƠNG
ÁN NỐI DÂY
Ở chương này công việc là tính toán xác định các phụ tải ở các cấp điện áp và
lượng công suất cần thiết để trao đổi với nhà máy.Xây dựng các bảng phân phối và cân
bằng công suất toàn nhà máy.Sau đó lựa chọn ra các phương án nối điện an toàn hợp lý.
Quá trình tính toán như sau:
1. Tính toán chọn máy phát điện
1.1 Chọn máy phát điện

Theo yêu cầu thiết kế : Nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy phát, công suất mỗi tổ
máy phát là 63 MW.
Từ bảng 1.1 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp, ta chọn
được máy phát điên TBf-63-2có các thông số như trong bảng sau:
Bảng 1.1: Thông số máy phát điện
Loại
máy phát

Thông số định mức Điện kháng tương đối

N
nv/ph

SdmMVA

PdmMW

UdmkV

cos
j
IkA X’’
d
X’
d
X
d
TBf-63-
2
3000 78,75 63 10,5 0,8 4,33 0,153

0,224

2,199

2 Tính toán cân bằng công suất
2.1 Phụ tải toàn nhà máy
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định như sau:
max
TNMTNMTNM
TNMTNM
P%(t).PP(t)
P(t);S(t)
100cos
==
j

Trong đó:
TNM
P(t)
: Công suất tác dụng của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t.
TNM
P%(t)
: Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải toàn nhà máy tại
thời điểm t.
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page4

max

TNM
P
: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải toàn nhà máy.
TNM
S(t)
: Công suất biểu kiến của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t.
cos
j
: hệ số công suất định mức (=0,8).
Ta có bảng công suất phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t.
Bảng 1.2 : Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy
Giờ
0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
P
TNM
%(MVA)
80 80 90 100 100 95 90
P
TNM
(MVA) 201,6 201,6 226,8 252 252 239,4 226,8
S
TNM
(MVA) 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5

0 6 9
12 16 20 22 24
252
283.5
315
299.25

283.5
t, h
50
100
150
200
250
300
350
S , MVA

Hình 1.1: Đồ thị phát công suất nhà máy
2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng
Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng của nhà máy chiếm 8% điện năng phát ra
của nhà máy, Như vậy lượng tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày:
TNMTNM
TD
TDTNM
PS(t)
α%
S(t) = (0,4+0,6)
100cosφ S
×


Trong đó:
S
TD
(t): công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page5
α
%: lượng điện phần trăm tự dùng, Với α=11,2%
TD
cos
φ
: hệ số công suất phụ tải tự dùng, Cosφ=0,82
P
TNM
, S
TNM
: công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức toàn nhà máy
S
TNM
(t): công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
Bảng 1.3 : Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng
Giờ
0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
S
TNM
(MVA) 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5
(
)
TD
SMVA

24,23 24,23 29,1 34,42 34,42 31,72 29,1

0 6 9

12 16 20 22 24
t, h
5
10
15
20
25
30
35
S , MVA
24.23
29.1
34.42
31.72
29.1

Hình 1.2: Đồ thị công suất tự dùng nhà máy
2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp :
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo công thức sau:
max
P
S(t) = P%(t)
cosφ

Trong đó:
S(t) : công suất phụ tải thời điểm t
p
max
: công suất cực đại của phụ tải
cosj: hệ số công suất

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page6
P%(t) : phần trăm công suất của phụ tải tại thời điểmt
2.3.1 Phụ tải địa phương (Phụ tải cấp điện áp máy phát)
P
UFmax
= 10 MW ; Cos j = 0,87
Gồm : 3 đường dây kép ´ 4 MW ´ 2km và 3 đường dây đơn x 2 MW x 1,5 km
UF
UF
P
SMW
j
max
max
10
11,49
cos0,87
===

Bảng 1.4 : Bảng biến thiên công suất phụ tải địa phương
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
UF
P%

70 80 80 80 90 90 80
(
)
UF

S MVA

8,04 9,19 9,19 9,19 10,34 10,34 9,19

0 6 9
12 16 20 22 24
t, h
1
S , MVA
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8.04
9.19
10.34
9.19

Hình 1.3: Đồ thị phụ tải địa phương:
2.3.2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV
Phụ tải cấp điện áp trung có P
UTmax
= 120 MW, cosj = 0,88
UT

UT
UT
P
SM
max
max
120
Suy ra: 136,36W
cos0,88
j
===
Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm :2 kép x 60 MW
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page7
Bảng 1.5 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12

12÷ 16

16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24

UT
P%

80 80 90 90 90 80 80
(
)
UT
S MVA

109,09 109,09 122,72

122,72 122,72 109,09 109,09


Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung:
2.3.3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV
Phụ tải cấp điện áp cao có P
UCmax
= 70 MW, cosj = 0,86
UC
UC
UC
P
SM
j
max
max
70
Suy ra: 81,40W
cos0,86
===

Bảng 1.6 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12

12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24

P

UC
(%) 90 80 60 90 90 100 80
(
)
UC
S MVA

73,26 65,12 48,83

73,26 73,26 81,39 65,12

0 6 9
12 16 20 22 24
t, h
S , MVA
10
20
30
40
50
60
70
80
100
110
120
130
109.09
122.72
109.09

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page8
0 6 9
12 16 20 22 24
t, h
S , MVA
10
20
30
40
50
60
70
80
90
73.26
65.12
48.83
73.26
81.39
65.12

Hình 1.5: Đồ thịphụ tải điện áp phía cao
2.4 Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy :
Ta xác định công suất của toàn nhà máy theo biểu thức :
S(t)S(t)S(t)S(t)S(t)S(t)
TNMTDUTUFUCVHT
=++++

Công suất phát vào hệ thống:
S(t)S(t)(S(t)S(t)S(t)S(t))
VHTTNMTDUTUFUC
=-+++

Trong đó:
+
(
)
tS
TNM
: Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
+
(
)
tS
VHT
: Công suất tự phát về hệ thống tại thời điểm t.
+
(
)
tS
UF
: Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t.
+
(
)
tS
UT
: Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t.

+
(
)
tS
UC
: Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t.
+
)(tS
TD
: Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page9
Bảng 1.7 : Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
S
TNM
,MVA 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5
S
TD
,MVA 24,23 24,23 29,1 34,42 34,42 31,72 29,1
S
UF
,MVA 8,04 9,19 9,19 9,19 10,34 10,34 9,19
S
UT
,MVA 109,09 109,09 122,72 122,72 122,72 109,09 109,09
UC
S,MVA

73,26 65,12 48,83 73,26 73,26 81,39 65,12
S
VHT
,MVA 37,38 37,38 73,66 75,41 74,26 66,71 71
Từ bảng 1.7 ta có đồ thị phụ tải toàn nhà máy sau:

Hình 1.6: Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy:
0 6 9
12 16 20 22 24
t, h
50
100
150
200
250
300
350
S , MVA
S
TD
, MVA
S
UF
, MVA
S
UT
, MVA
S
UC
MVA

S
VHT
, MVA
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page10
Nhận xét
- Nhà máy thiết kế có tổng công suất là :
S
TNM
= åS
đm
= n.S
đmF
= 4.78,75=315 (MVA)
- So với công suất hệ thống S
HT
= 4000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm 7,785% công
suất của hệ thống, Công suất dự trữ của hệ thống:S
dtHT
= 100MVA
- Công suất phát vào hệ thống: S
VHT max
= 75,41MVA và S
VHT min
= 37,38MVA
Có S
VHT max
< S
dtHT

à nhà máy làm việc ổn định với hệ thống.
3. Đề xuất các phương án nối dây cho nhà máy:
3.1. Các nguyên tắc tuân thủ :
-Nguyên tắc 1:Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp
điện áp MF,mà chúng được cấp điện trực tiếp từ các đầu cực, quan trọng là nó phải thỏa
mãn đk cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15%.
DPmax
dmF
S11,49
1007,30%
2S278,75
=´=
´´

àKhông có thanh góp điện áp máy phát

-Nguyên tắc 2 :
+Lưới điện áp phía trung và cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất(ở đây 2 cấp
điện áp đều >=110kvàđều có trung tính nối đất trực tiếp).
+ Hệ số có lợi α=0,5 (Ở đây
cT
c
UU
220110
0,5
U220





)
à Dùng 2 MBA TN làm liên lạc
-Nguyên tắc 3:
Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp thiết bị phân
phối (TBPP) cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất cấp và công suất tải tương
ứng. Nếu MBA liên lạc là tự ngẫu, có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây
lên thanh góp điện áp phía trung. Còn nếu MBA liên lạc là 3 cuộn dây thì việc ghép số
bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây bên trung.Ta so sánh công suất phụ tải phía trung khi lớn
nhất
max
S=122,72(MVA)
UT
và nhỏ nhất
min
S=109,09(MVA)
UT
, với S
dmMPD
=78,75MVA
. Khi đó ta có:
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page11
max
dmMPD
S
122,72
==1,43
S78,75
UT

min
dmMPD
S
109,09
==1,38
S78,75
UT

Vậy có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MPĐ-MBA ba pha hai cuộn dây lên thanh góp
điện áp phía trung.
- Nguyên tắc 4:
Đối với nhà máy điện có công suất một tổ máy nhỏ có thể ghép một số MPĐ chung
một MBA nhưng phải đảm bảo:
HT
đmMPDdp
ghép
.
SS
Σ
£

Ta thấy:
đmMPD
78,75()
S
MVA
=
,
HT
dp

100()
S
MVA
=

Vậy không thể ghép một số máy phát chung với máy biến áp.
3.2 Đề xuất các phương án nối điện
Dựa trên cơ sở đã xét,ta đề xuất ra ba phương án nối điện như sau:
a. Phương án 1

Hình 1.7: Sơ đồ nối điện của phương án 1
Nhận xét:
Phương án này gồm có hai bộ máy phát điện- máy biến áp 2 cuộn dây. Mỗi bộ lại
nối lên một thanh góp điện áp cấp 220 kV và cấp 110 kV để cấp cho phụ tải từng cấp đó.
Ngoài ra còn có 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc có nhiệm vụ vừa phát công suất lên hệ
thống, vừa truyền tải công suất thừa hay thiếu cho phía 110kV.
Phụ tải địa phương U
F
được cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với máy phát
F2 và F3.
220 kV 110 kV
B2
TD+ÐP
B3
TD+ÐP
B1
TD
B4
TD
HT

S
UC
S
UT
F1 F2 F3 F4
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page12
Ưu điểm:
- Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành thấp
hơn giá máy biến áp bên phía 220kV.
- Vận hành đơn giản, linh hoạt.
Nhược điểm:
- Tổng giá thành bộ MPĐ-MBA bên điện áp cao đắt.
b. phương án 2


Hình 1.8: Sơ đồ nối điện của phương án2
Nhận xét:
Phương án này gồm có hai bộ máy phát điện- máy biến áp 2 cuộn dây, 2 bộ đều
nối lên thanh góp cấp 110 kV để cấp cho phụ tải từng cấp đó. Ngoài ra còn có 2 máy biến
áp tự ngẫu liên lạc có nhiệm vụ vừa phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất
thừa hay thiếu cho phía 110kV.
Phụ tải địa phương U
F
được cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với máy phát
F1và F2
Ưu điểm:
- Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành
hạ hơn giá máy biến áp 220kV.

- Sơ đồ nối điện đảm bảo kinh tế , kỹ thuật, cung cấp điện liên tục, vận hành
đơn giản.
220 kV 110 kV
B1
TD+ÐP
B2
TD+ÐP
B4
TD
B3
TD
HT
S
UC
S
UT
F1 F2 F3 F4
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đ
ỗ Minh Đức.Lớp:Đ4
-
H3

Page
Nhược điểm:
Tổng công suất phát của 2 bộ MPĐ –MBA luôn lớn hơn công suất phụ tải
bên trung
ax
2.2.78,75157,5122,72

m
dmFUT
SMVASMVA==>=
nên phần công suất còn thừa
truyền qua MBA tự ngẫu. Do đó công suất này phải hai lần truyền qua máy biến áp gây
tổn thất trong truyền tải.
c. Phương án 3

Hình 1.9: Sơ đồ nối điện của phương án 3
Nhận xét:
Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh
góp điện áp 220 kV để cung cấp điện cho phụ tải 220 kV và phát công suất lên hệ thống.
Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, làm nhiệm vụ phát công suất lên
hệ thống và cung cấp điện cho phía 110kV.
Ưu điểm:
-
Số lượng và chủng loại máy biến áp ít nên vận hành đơn giản, linh hoạt.
Nhược điểm:
-
Các MBA bố trí hết bên cấp điện áp cao nên vốn đầu tư lớn.
d. Phương án 4
220 kV 110 kV
B3
TD+ÐP
B4
TD+ÐP
B2
TD
B1
TD

HT
S
UC
S
UT
F2 F3 F4F1

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page14

Hình 1.10: Sơ đồ nối điện của phương án 4
Nhận xét
Nhà máy dùng bốn bộ máy phát – máy biến áp nối vào thanh góp 110kV và dùng
hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp và cung cấp điện cho phụ tải cấp
điện áp máy phát.
Ưu điểm:Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải.
Nhược điểm:
Số lượng máy biến áp nhiều nên vốn đầu tư lớn.
Sơ đồ phức tạp; vận hành kém linh hoạt, xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất
công suất lớn.
Lượng công suất truyền tải qua 2 lần MBA nên không có lợi về mặt tổn thất.
Khi sự cố bộ bên trung thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn so
với công suất của nó.
Kết luận:
Qua 4 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương án 1 và 2 là đơn
giản và kinh tế hơn so với các phương án còn lại. Hơn nữa nó vẫn đảm bảo các chỉ tiêu
về kĩ thuật. Do đó ta giữ lại 2 phương án đó để tính toán chi tiết và so sánh.

220 kV 110 kV

B5 B6B2
TD
B1
TD
HT
S
UC
S
UT
F2F1
B4
TD
F4
B3
TD
F3
13,8 kV
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page15
CHƯƠNG II
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
Ở chương này ta sẽ tính toán và lựa chọn công suất cho các máy biến áp cho hai
phương án đã được chọn, máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong
điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất.
A. Phương án I :
1
B
2
B

3
B
4
B
1
F
2
F
3
F
4
F
UT
S
HT
UC
S

Hình 2.1: Sơ đồ nối điện của phương án 1
1. Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp
1.1 MBA hai cuộn dây B1 và B4 trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây:
Công suất tải qua MBA được tính như sau:
max
bodmFtd
1
SS.S
n


Trong đó :

TD
S
: công suất tự dùng lớn nhất.
n : số tổ máy của nhà máy thiết kế, n = 4
S
dmF
: công suất của một tổ hmáy phát.
1
SS78,75.34,4270,15MVA
bo1bo4
4
®==-=

Phần công suất còn lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận.
1.2. Phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp tự ngẫu B2, B3 :
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page16
Ta có phân bố công suất như sau:
1
(t)+S
()1
2
1
()
()4
2
()()()
SSS

VHT
UC
PCtbo
t
SSS
UT
PTtbo
SSS
PHtPCtPTt










Bảng 2.1 : Tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp

Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
S
P
C
MVA

20,245 16,175 26,17 39,26 38,685 38,975 32,985
S
P

T
MVA 19,47 19,47 26,285 26,285 26,285 19,47 19,47
S
P
H
MVA 39,715 35,645 52,455 65,545 64,97 58,445 52,455
2. Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp :
2.1 Chọn máy biến áp bộ B1, B4 :
Ta chọn 2MBA đều là loại 3pha hai dây quấn, không điều chỉnh dưới tải, có công suất
được chọn theo hai điều kiện :
1
S
F
dmBdmFTDdmF
SSS
³-»

Trong đó :
S
đmF
: công suất định mức máy phát.
S
đmB
: công suất định mức máy biến áp ta chọn.
Áp dụng để chọn máy biến áp ta có:
S
đmF
= 78,75 ( MVA ) →

dmB

S
³
78,75(MVA) ta chọn được máy biến áp có thông số :
Bảng 2.2 : Bảng thông số MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ
Mã Hiệu

S
đm
( MVA
U
c

( kV )
U
H

(kV)
ΔP
0

( kW)
ΔP
N

(kW )
U
N
% I
o
%

Giá 10
3
rúp
TPДЦ(Bộ B1) 80 242 10,5 80 320 11 0,6 90
TPДЦ(Bộ B4) 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 104
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page17
2.2 Chọn máy biến áp liên lạc B2, B3
Với nhận xét như ở trên ta chọn các máy biến áp liên lạc B2, B3 là các máy biến áp tự
ngẫu với hệ số độ lợi α =0,5
Công thức xác định công suất định mức MBA tự ngẫu như sau :
111
max
S.S.S.78,75157,5(MVA)
dmTNthuadmF
0,5
aa
³===

à Ta chọn MBATN có các thông số cho trong bảng sau:
Bảng 2.3 : Thông số máy biến áp tự ngẫu :
3. Kiểm tra quá tải của các máy biến áp :
3.1 Các máy biến áp nối bộ B1, B4 :
Đối với MBA 2 cuộn dây: MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu
điều chỉnh điện áp phía hạ, như vậy chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều
chỉnh trực tiếp bằng tự động điều khiển kích thích (TĐK) của MF.
3.2 Các máy biến áp liên lạc B2 và B3 :
TH1: Hỏng 1 bộ bên trung khi phụ tải trung cực đại
S

UT
max
=122,72 ( MVA ) trong thời điểm từ 9
h
– 12
h

- Điều kiện kiểm tra quá tải của máy biến áp liên lạc B2,B3:
ax
2(3)
2
2.0,5.1,4.16078,75145,25122,72 ()
m
qtscdmBBboUT
kSSS
MVA
a
-³
«-=³

Ta có sơ đồ sau:

Mã hiệu

S
đm

(MVA)

U ( kV )

ΔP
o

Kw
ΔP
N
(kw) ΔU
N
%
I
o
%


C T H C-T
C-
H
T-H CT CH

T
H
ATдцTH 160 230 121 11 85 380 11 32 20 0,5
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page18

Hình 2.2 : Sự cố hỏng máy biến áp bộ (B4) tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại.

Phân bố công suất khi sự cố là :
ax

maxmax
UF
11
122,7261,36()
22
1111
78,75.9,19.29,166,88()
2424
66,8861,365,35()
m
PTPT
UTUT
PHdmFTD
PCPHPT
SSMVA
SSSSMVA
SSSMVA
===
= = =
=-=-=

ð MBA tự ngẫu truyền tải công suất từ cuộn hạ lên cuộn chung và
cuộn nối tiếp,cuộn hạ mang tải nặng nhất.
Ta có:
maxmax
thuaPH
SS

=66,88 (MVA)
Ta kiểm tra điều kiện quá tải theo công thức sau:

ch
Sk S
sc
qtdmB




66,880,5.1,4.160112()
MVA


Vậy thỏa mãn điều kiện.
Lượng công suất thiếu của nhà máy phát về hệ thống được tính theo công thức:
axax
2.
1
UTUT
mm
SSSSS
VHT
UCPC
thieuboB




73,66 48,83 2.3,62 – 70,15 45,1MVA 1
00()
HT

SMVA
DP


Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page19
Vậy nên khi bị sự cố một bô MPĐ-MBA bên trung thì hệ thống vẫn huy động đủ
được lượng công suất thiếu hụt.

TH2: Hỏng 1 máy biến áp liên lạc tại phụ tải trung cực đại
Ta có sơ đồ sau:

Hình 2.3 : Sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu (B3) tại thời điểm phụ tải bên trung cực đại.
Ta kiểm tra điều kiện quá tải của máy biến áp liên lạc B2:
max
.k.SSS
qtsc
UT
dmB2(B3)boB4
0,5.1,4.16070,15182,15122,72 (MVA)
a
+³
«+=³

Thỏa mãn điều kiện quá tải.
Phân bố lại công suất:


max

SS122,7270,1552,57(MVA)
UT
UTmUT
4
11
axax
78,759,19.29,162,29(SSS.S
UFTD
đmF
4
S62,2952,579,2A
)
7MV
4
PH
S
boB
m
M
PT
SS
PHPT
C
V
P
A











Cuộn hạ vẫn mang tải nặng nhất:
axax
S62,29()
mm
thuaPH
SMVA


♦ Kiểm tra mức độ non tải hay quá tải theo công thức sau :
ax
qtsc
Sk S
62,290,5.1,4.160112
m
thuadmB




Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page20
Vậy thỏa mãn điều kiện.
♦ Lượng công suất thiếu được tính theo công thức:

UT
UTmax
max
SSSSS
VHT
UCPC
thieuboB1
HT
73,6648,839,7270,1542,62S100(MVA)
DP
=+
=+ =<=

Vậy nên khi bị sự cố một bộ MPĐ-MBA tự ngẫu thì hệ thống vẫn huy
động đủ được lượng công suất thiếu hụt.
TH3: Hỏng 1 máy biến áp liên lạc tại phụ tải trung cực tiểu
Ta kiểm tra điều kiện quá tải cua máy biến áp liên lạc B2:
min
.k.SSS
qtsc
UT
dmB2(B3)boB4
0,5.1,4.16070,15182,1595,24 (MVA)
a
+³
«+=³

Thỏa mãn điều kiện quá tải.

Phân bố lại công suất ( ta xét thời điểm 6-9h)



4
11
min
min
SS109,0970,1538,94(MVA)
UT
UTminUT
SSS.S 78,75
PHU
9
FTD
đmF
4
S63,5038,9424,5
,19.24,2363,5)
4
6A
0(
MV
P
S
boB
MVA
T
SS
PHPT
PC









Cuộn hạ vẫn mang tải nặng nhất.


axax
S63,5()
mm
thuaPH
SMVA


♦ Kiểm tra mức độ non tải hay quá tải theo công thức sau :
haqtsc
SSk S
PHdmB



63,50,5.1,4.160112()
MVA
Û£=

Vậy thỏa mẫn ðiều kiện.

Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:

UT
VHT
1
min
= 37,38+65,1224,5670,
min
157,
=S
1
S
7900
P
UT
UC
B
H
C
T
DP
S
thie
SS
bo
S
u
MVA





n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS. Nguyn Nht Tựng

SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page21
Vy h thng lm vic n nh

Kt lun: Qua phõn tớch v tớnh toỏn ta thy mỏy bin ỏp ó chn t yờu cu.
4. Tớnh toỏn tn tht in nng trong nh
4.1 Tớnh tn tht in nng trong s b MF-MBA 2 dõy qun
Mỏy bin ỏp mang ti bng phng S
bo
c nm:
2
2
S
70,15
3
bo
A8760. P P8760.80320 102856,21()
N
10
S80
mB
MWh
B

2
2
S
70,15

3
bo
A8760. P P8760.70310 102701,25()
N
40
S80
mB
MWh
B

P
o
: tn tht cụng sut khụng ti.

P
N
: tn tht cụng sut ngn mch.
4.2 Tớnh tn tht in nng trong mỏy bin ỏp t ngu
i vi 2 MBATN B2 v B3 nh ch to ch cho thụng s ca
3
C-T
80P
)
N
(W
k

ta coi nh:
1
C-HT-HC-T

P P P
380
190(kW)
NNN
22


11190190
.380190()
22
22
0,5
CHTH
PP
CCT
NN
PPkW
NN

11190190
.380190()
22
22
0,5
THCH
PP
TCT
NN
PPkW
NN

11190190
380570()
22
22

0,5
CHTH
PP
HCT
NN
PPkW
NN

(
)
(
)
(
)
2
22

222
.8760365
0
PC
PTPH
S SS
i
ii
CTH
PPPt
i
NNN
SSS
dmBdmBdmB
AP
TN
ỡỹ

ùù
ùù
D+D+DD
ồ
ớý
ùù
ùù
ợỵ
D=D+

(
)
(
)
(
)
2
22
365
CPCTPTHPH
A0,085.8760P.SP.SP.S.t
TNNNN
iiii
2
160
ỡỹ
ổử
ùù
D=+D+D+DD
ồ

ớý
ỗữ
ùù
ốứ
ợỵ

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page22
(
)
(
)
(
)
2
22

744,60,0142.
CCTTHH
PSPSPSt
iiii
NNN
A
TN
ìü
ïï
D+D+DD
å
íý

ïï
îþ
D=+

Bảng 2.6:Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu.
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
S
PC
,MVA 20,25 16,18 26,17 39,26 38,69 38,98 32,98
S
PT
,MVA 19,47 19,47 26,29 26,29 26,29 19,47 19,47
S
PH
,MVA 39,72 35,65 52,45 65,55 64,97 58,45 52,45
( )
{
}
2

Nii
PSt
VV

6295,28

2538,58

5488,55

11493,41

11287,05

4616,14

3693,51

Ta có:
{
}
2
.().45412,52()
PStMWh
ii
N
=
å
VV

Tổn thất điện năng trong 1 năm của mỗi máy biến áp từ ngẫu là:
744,60,0142.45412,521389,46()
23
AAMWh
BB
==+=
VV

Tổn thất điện năng trong 1 năm của các nhà máy biến áp liên lạc là:
2.1389,462778,92()

23
AAAMWh
TN
BB
=+==
VVV

Tổn thất điện năng của phương án 1 là:
2856,212701,252778,928336,38()
1
AAAMWh
TN
b
=+=++=
VVV

Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page23
B Phương án II
1
B
2
B
3
B
4
B
1
F

2
F
3
F
4
F
UT
S
HT
UC
S

Hình 2.4 : Sơ đồ nối điện phương án 2.
2.1 Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường.
2.1.1 Đối với các máy biến áp nội bộ B3,B4 :
1
max
SS.S
botd
dmF
n
=-

Áp dụng để tính toán ta có :
bobo3bo4
1
SSS78,75.34,4270,15(MVA)
4
===-=

2.1.2 Phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :
- Công suất truyền phía cao của các máy biến áp tự ngẫu sang các phía của máy biến áp:





()
1
()
()()
2
1
()
2.
2
()()()
t
SSS
UC
PCtVHTt
t
SSS
bo
UT
PTt
SSS
PHtPCtPTt
éù
êú

ëû
éù
êú
ëû
=+
=-
=+
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page24
Bảng 2.7: Bảng tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của máy biến áp
Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24
S
PC
MVA 55,32 51,25 61,245 74,335 73,76 74,05 68,06
S
PT
MVA -15,61 -15,61 -8,79 -8,79 -8,79 -15,61 -15,61
S
PH
MVA 39,715 35,645 52,455 65,545 64,97 58,445 52,455
2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA
2.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây
Trong phương án 2 này máy biến áp 2 cuộn dây chọn tương tự như trong phương án
1.Chỉ khác biệt ở chỗ máy biến áp B3 và B4 giống nhau và giống B4 của phương án 1.
Bảng 2.8 : Bảng thông số MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ
Mã Hiệu

S
đm

( MVA )

U
c

( kV )
U
H

(kV)
ΔP
0

( kW)
ΔP
N

(kW )
U
N
% I
o
%
Giá 10
3
rúp
TPДЦ 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 104
2.2.2 Chọn máy biến áp liên lạc :
Tương tự phương án 1:

111
max
S.S.S.78,75157,5(MVA)
dmTNthuadmF
0,5
aa
³===

Ta cũng chọn máy biến áp tự ngẫu là ATдцTH 160
Ta có thông số MBATN
Bảng2.9: Thông số máy biến áp tự ngẫu

Mã hiệu

S
đm

(MVA)
U ( kV )
ΔP
o

Kw
ΔP
N
(kw) ΔU
N
%
I
o

%


C T H C-T
C-
H
T-H CT CH

T
H
ATдцTH 160 230 121 11 85 380 11 32 20 0,5
Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page25
2.2.3 Kiểm tra quá tải của các máy biến áp.
TH1: Hỏng 1 bộ bên trung khi phụ tải trung cực đại
S
UT
max
=122,72 ( MVA ) trong thời điểm từ 9
h
– 12
h

Ta kiểm tra điều kiện điều kiện quá tải của máy biến áp liên lạc B1,B2:

max
2 k.SSS
qtsc
UT

dmB1(B2)boB3
2.0,5.1,4.160224122,7270,1552,57(MVA)
a
³-
«=³-=

Thỏa mãn điều kiện quá tải:
Phân bố lại công suất
11
ax
.().(122,7270,15)26,29()
3
22
1111
maxmax
78,75.9,19.29,166,88()
UF
2424
66,8826,2940,59()
m
SSSMVA
PTUT
boB
UTUT
SSSSMVA
PHTD
dmF
SSSMVA
PHPT
PC

=-=-=
= = =
=-=-=

àCuộn hạ mang tải nặng nhất.
maxmax
thuaPH
SS66,88(MVA)


♦ Kiểm tra mức độ non tải hay quá tải theo công thức sau :
maxsc
Sk S
qt
thuadmB
66,880,5.1,4.160112(MVA)
a
£
Û£=

Vậy thỏa mãn điều kiện.
*Xác định công suất thiếu phát về hệ thống:
ax
ax
= 73,66 +48,83- 2.
UTm
S=S2.S
40,59=41,
VHT
P

31<S100()
C
UT
m
S
UC
HT
th
MVA
DP
ieu




Vậy nên khi bị sự cố một bô MPĐ-MBA bên trung thì hệ thống vẫn huy
động đủ được lượng công suấ thiếu hụt.
Ta có sơ đồ sau: