Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện Mạc Văn Mạo

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
DANH MỤC BẢNG 6
DANH MỤC HÌNH 8
PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 9
CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1
1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1
1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1
1.1.1 Công suất phát toàn nhà máy: 1
1.1.2 Công suất phụ tải tự dùng 2
1.1.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp 4
1.1.4 Công suất phát về hệ thống 6
1.3 Chọn phương án nối dây 8
1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện 8
1.3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện 9
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13
A. PHƯƠNG ÁN 1 13
2.1. A Phân bố công suất các cấp điện áp máy biến áp 13
2.1.1.A Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây. 13
2.1.2.A Máy biến áp liên lạc. 13
2.2.A. Chọn loại và công suất định mức máy biến áp. 13
2.2.1.A Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây. 13
2.2.2.A Máy biến áp liên lạc. 14
2.2.3.A Kiểm tra quá tải của máy biến áp khi sự cố. 15
2.3.A. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp. 18
2.3.1A. Tổn thât điện năng trong các máy biến áp bộ B3,B4. 18
2.3.2A. Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc B1, B2 18
B. PHƯƠNG ÁN 2 19
2.1B. Phân bố công suất các cấp điện áp máy biến áp 19
2.1.1B. Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây. 19
2.1.2B. Máy biến áp liên lạc. 19

2.2B. Chọn loại và công suất định mức máy biến áp. 20
2.2.1B. Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây. 20
2.2.2B. Máy biến áp liên lạc. 20
2.2.3B. Kiểm tra quá tải của máy biến áp khi sự cố. 21
2.3B. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp. 24
2.3.1B. Tổn thât điện năng trong các máy biến áp bộ B2,B3. 24
2.3.2B. Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc B2, B3 25
CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
26
3.1. CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI. 26
3.1.1 Phương án 1. 26
3.1.2 Phương án 2. 27
3.2. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU. 27
3.2.1 Lý thuyết chung 27
3.2.2 Tính toán cho các phương án 29
CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 32
4.1. CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH 32
4.2. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ. 33
4.2.1 Tính ngắn mạch tại điểm N
1
34
4.2.2 Tính ngắn mạch tại điểm N
2
37
4.3.3 Tính ngăn mạch tại điểm N
3
39
4.3.4 Tính ngắn mạch tại N
3
40

4.3.5 Tính ngắn mạch tại N
4
41
CHƯƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 42
5.1. TÍNH TOÁN DÒNG CƯỠNG BỨC CÁC CẤP ĐIỆN ÁP. 42
5.1.1. Cấp điện áp cao. 42
5.1.2. Cấp điện áp trung 110kV. 42
5.1.3 Cấp điện áp máy phát 10,5kV 43
5.2. CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY. 44
5.2.1 Chọn máy cắt 44
5.2.2 Chọn dao cách ly 45
5.3. CHỌN THANH CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT. 45
5.3.1 Chọn loại và tiết diện 45
5.3.2 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch. 46
5.3.3 .Kiểm tra ổn định đọng có xét đến ngắn mạch 48
5.3.4 Chọn sứ đỡ 48
5.4. CHỌN THANH GÓP, THANH DẪN MỀM. 49
5.4.1 Chọn tiết diện. 50
5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 50
5.4.3 Kiểm tra điều kiện vầng quang 54
5.5. CHỌN CÁP VÀ KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY CHO PHỤ TẢI ĐỊA
PHƯƠNG 56
5.5.1. Chọn cáp phụ tải địa phương 56
5.5.2. Chọn kháng đường dây cho phụ tải địa phương 59
5.6. CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 61
5.6.1 Chọn máy biến điện áp BU. 62
5.6.2. Chọn máy biến dòng điện BI. 64
5.7 CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV) 67
5.7.1 Chọn chống sét van cho thanh góp 67
5.7.2 Chọn chống sét van cho Máy biến áp 67

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 70
6.1. CHỌN SƠ ĐỒ TỰ DÙNG. 70
6.1.1 Cấp điện áp 6,3kV. 71
6.1.2 Cấp điện áp 0,4 kV. 71
6.2. CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN TỰ DÙNG. 71
6.2.1 Chọn máy biến áp 71
6.2.3 Chọn máy cắt và khí cụ điện 72
PHẦN II THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 75
CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 76
1.1 Xác định phụ tải tính toán 76
1.2 Chọn máy biến áp 76
1.3 Chọn phương thức lắp đặt trạm biến áp. 76
CHƯƠNG 2 77
SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ, KHÍ CỤ ĐIỆN 77
2.1 Sơ đồ đấu điện trạm biến áp 77
2.2 Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện. 78
2.2.1 Chọn cầu dao phụ tải 78
2.2.2 Chọn cầu chì tự rơi 78
2.2.3 Chọn chống sét van 78
2.2.4 Chọn sứ cao thế 79
2.2.5 Chọn thanh dẫn đồng 79
2.2.6 Chọn các thiết bị điện hạ áp 79
a) Chọn cáp hạ thế lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối 79
b) Chọn Aptomat tổng 80
c) Chọn Aptomat nhánh 80
d) Chọn thanh cái hạ áp 81
e) Chọn máy biến dòng 81
f)Chọn sứ đỡ thanh cái 81
g) Chọn chống sét van hạ áp 82
h)Chọn các thiết bị đo đếm điện năng 82

i) Chọn cáp đầu ra của các nhánh 83
2.3. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị, khí cụ điện đã chọn 84
2.3.1. Tính toán ngắn mạch 84
a) Tính toán ngắn mạch phía cao áp 22kV: 86
b)Tính toán ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV 87
2.3.2. Kiểm tra các thiết bị, khí cụ điện đã chọn 88
a. Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1- K4J2 – 24kV 88
b. Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1 403- 4B – 24kV 88
c. Kiểm tra sứ đỡ ao áp 0WH-35-2000 89
d. Kiểm tra thanh cái hạ áp 89
e. Kiểm tra Aptomat tổng SA604 –G 90
f. Kiểm tra Aptomat nhánh EA203 –G 90
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 91
3.1 Điện trở nối đất của thanh 91
3.2 Điện trở nối đất của cọc 91
3.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc 92


DANH MỤC BẢNG
PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN…………………………… 0
Bảng 1.1 : Các thông số của một tổ máy phát 1
Bảng 1.2: Bảng công suất phát nhà máy 2
Bảng 1.3 : Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng 3
Bảng 1.4 Bảng phụ tải cấp điện áp máy phát 4
Bảng 1.5 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung 5
Bảng 1.6 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao 5
Bảng 1.7 Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy 6
Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất các phía MBA liên lạc theo từng thời điểm 13
Bảng 2.2 Bảng thông số máy biến áp hai cuộn dây sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây
14

Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu 14
Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất các phía MBA liên lạc theo từng thời điểm 19
Bảng 2.2 Bảng thông số máy biến áp hai cuộn dây sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây
20
Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu 21
Bảng 2.4 Bảng chọn máy biến áp liên lạc phương án 2 22
Bảng 3.1 Tổng kết kết quả tính toán kinh tế các phương án 30
Bảng 4.1 bảng tổng hợp dòng ngắn mạch 41
Bảng 5.1 Dòng cưỡng bức các cấp điện áp 43
Bảng 5.2 Bảng chọn máy cắt 44
Bảng 5.2 Bảng chọn dao cách ly 45
Bảng 5.3 Bảng chọn thanh dẫn cứng 46
Bảng 5.4 Thông số sư đỡ 48
Bảng 5.5 Bảng chọn loại thanh góp, thanh dẫn mềm 50
Bảng 5.6 Dòng ngắn mạch tại N
1
tại các thời điểm 52
Bảng 5.7 Dòng ngắn mạch tại N
2
tại các thời điểm 53
Bảng 5.8 Tổng hợp các dòng ngắn mạch tại các thời điểm 53
Bảng 5.9 Chọn lại thanh dẫn mềm 220kV 55
Bảng 5.10 Thông số máy cắt MC1 61
Bảng 5.11 Thóng số BU 62
Bảng 5.12 Phụ tải của BU 63
Bảng 5.13 Thông số BU 10,5kV 63
Bảng 5.14 Bảng thông số BI 65
Bảng 5.15 Bảng phụ tải của BI 66
Bảng 6.1 Bảng chọn máy biến áp dự phòng 72
Bảng 6.2 Bảng chọn máy biến áp 0,4kV 72

Bảng 6.3 Bảng chọn máy cắt tự dùng 73
Bảng 6.4 Bảng chọn Aptomat hạ áp 74
PHẦN 2 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP ……………………………………74
Bảng 1.1 : Thông số máy biến áp 76
Bảng 2.1. Thông số cầu dao phụ tải 78
Bảng 2.2. Thông số cầu chì tự rơi 78
Bảng 2.3. Thông số chống sét van 79
Bảng 2.4. Thông số sứ cao thế 79
Bảng 2.5. Thông số cáp hạ thế lộ tổng từ MBA đến TPP 80
Bảng 2.6. Thông số aptomat tổng 80
Bảng 2.7. Thông số aptomat nhánh 81
Bảng 2.8. Thông số thanh cái hạ áp 81
Bảng 2.9. Thông số kỹ thuật máy biến dòng 81
Bảng 2.10. Thông số sứ đỡ thanh cái 82
Bảng 2.11. Thông số chống sét van hạ áp 82
Bảng 2.12. Thông số các thiết bị đo đếm điện năng 82
Bảng 2.13. Thông số cáp đầu ra của các nhánh 83


DANH MỤC HÌNH
PHẦN 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN……………………0
Hình 1.1 đồ thị phụ tải công suất phát toàn nhà máy 2
Hình 1.2 đồ thị phụ tải công suất phát tự dùng 3
Hình 1.3 đồ thị phụ tải công suất cấp điện áp máy phát 4
Hình 1.4 Đồ thị phụ tải công suất phụ tải trung 5
Hình 1.5 đồ thị phụ tải công suất phụ tải cao 6
Hình 1.6 đồ thị phụ tải của nhà máy 7
Hình 1.7 sơ đồ nối điện phương án 1 9
Hình 1.8 sơ đồ nối điện phương án 2 10
Hình 1.9 sơ đồ nối điện phương án 3 11

Hình 1.10 sơ đồ nối điện phương án 4 12
Hình 2.1 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ bên trung khi S
UT
cực đại 15
Hình 2.2 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ B2 khi S
UT
cực đại 16
Hình 2.3 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ B2 khi S
UT
cực tiểu 17
Hình 2.4 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ B4 khi S
UT
cực đại 22
Hình 2.5 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ B2 khi S
UT
cực đại 23
Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1 26
Hình 3.2 sơ đồ phân phối thiết bị phương án 2 27
Hình 4.1 các điểm ngắn mạch 32
Hình 5.1 Thanh dẫn hình máng 46
Hình 5.2 Sứ đỡ thanh dẫn cứng 49
Hình 5.3 Sơ đồ chọn kháng 56
Hình 5.4 Sơ đồ đấu BU và BI 67
Hình 5.5 Chống sét van MBA TN 68
Hình 5.6 chống sết van máy biến áp bộ bên trung 69
Hình 6.1 Sơ đồ tự dùng 70
PHẦN 2 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP……………………………………74
Hình 2.1. Sơ đồ đấu dây trạm biến áp treo 22/ 04 kV 77
Hình 3.1. Mặt bằng bố trí tiếp địa 92

PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 1

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Ta tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất đặt và vẽ đồ thị phụ
tải các cấp điện áp hằng ngày. Sau đó tiến hành chọn các phương án nối dây, so sánh
sơ bộ các phương án về mặt kỹ thuật để lại một số phương án tốt để tiếp tục tính toán
chọn phương án tối ưu ở các chương sau.
1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Máy phát điện(MFĐ) là rất quan trọng nhất của nhà máy điện vì vậy việc lựa
chọn máy phát điện cho phù hợp, thông thường khi thiết kế thì người ta đã định lượng
trước số lượng và công suất MFĐ. Theo đề ra là nhà máy thủy điện có 4 tổ máy, mỗi tổ
có công suất đặt là 63MW vì vậy tra bảng 1.2 [Thiết kế phần điện trong nhà máy điện

và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa & Phạm Ngọc Hùng] ta chọn được máy phát
thủy điện có thông số như bảng sau:
Bảng 1.1 : Các thông số của một tổ máy phát
Loại
máy phát
Thông số định mức
Điện kháng tương đối
n
v/ph
S
dm

MVA
dm
P

MW
dm
U

kV
cos 
I
kA
X’’
d
X’
d
X
d

TB-63-
2
3000
78,75
63
11
0,8
4,33
0,153
0,224
2,199
1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Dựa vào các số ta tính toán được đồ thị công suất phát toàn nhà máy, đồ thị phụ
tải tự dùng, đồ thị phụ tải điện áp các cấp và công suất phát về hệ thống như sau:
1.1.1 Công suất phát toàn nhà máy:
 
 
 
%
. 1.1
cos
TNM
FNM dm
F
Pt
S t S




 S
FNM
(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
 P
TNM
% (t) : phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
 S
đmΣ
: tổng công suất biểu kiến định mức của nhà máy.
 S
đmΣ
= n.S
đmF
, ở đây : S
đmΣ
- công suất định mức của 1 tổ MPĐ; n- số tổ
máy. Ta có: S
đmΣ
= 4.78,75 = 315 MVA
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 2

Theo 1.1 ta có bảng sau:
Bảng 1.2: Bảng công suất phát nhà máy
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14

14÷17
17÷20
20 ÷22
22÷24
P
TNM
%(MVA)
80
80
90
100
100
90
90
90
P
TNM
(MVA)
201.6
201.6
226.8
252.0
252.0
226.8
226.8
226.8
S
TNM
(MVA)
252

252
283.5
315
315
283.5
283.5
283.5


Hình 1.1 đồ thị phụ tải công suất phát toàn nhà máy
1.1.2 Công suất phụ tải tự dùng
Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố(dạng
nhiên liệu,loại tuabin, công suất phát của nhà máy,…) và chiếm khoảng 5% đến 10%
tổng công suất phát.Công suất tự dùng gồm hai thành phần: thành phần thứ nhất(chiếm
khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy, phần còn lại(chiếm
khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy. Một cách gần đúng có thể
xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:
 
dmF
TD
. ( )
. . 0,4 0 = ,6. (1.2)
os
FNM
TM
T
N
D
n P S t
cS

St







Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 3

 α - số phấn trăm lượng điện tự dùng ,= 9,7%.
 cos
TD
= 0,84.
 S
TD
(t) : công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t, MVA.
 S
FNM
(t) : công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t, MVA.
 S
TNM
: tổng công suất phát định mức của nhà máy, MVA.
 0,4 : lượng phụ tải tự dùng không phụ thuộc công suất phát.
 0,6 : lượng phụ tải tự dùng phụ thuộc công suất phát.
Theo 1.2 ta có bảng sau:
Bảng 1.3 : Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng
Giờ

0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17
17÷20
20 ÷22
22÷24
S
TNM
(MVA)
252
252
283,5
315
315
283,5
283,5
283,5
S
TD
(MVA)
25,61
25,61
27,35
29,10
29,10
27,35
27,35
27,35

Hình 1.2 đồ thị phụ tải công suất phát tự dùng
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 4

1.1.3 Công suất phụ tải các cấp điện áp
Công suất phụ tải của các cấp điện áp tại từng thời điểm được xác định theo
công thức sau:
     
max
. % 1.3
cos
P
S t P t



 S(t) công suất phụ tải tại thời điểm t, MVA.
 P
max
Công suất max của phụ tải , MVA.
 Cosφ hệ số công suất.
 P%(t) phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t
a) Công suất phụ tải áp máy phát
Phụ tải cấp địa phương có P
ĐPmax
= 15 MW ; Cos  = 0,84.
Thay vào công thức 1.3 ta có bảng sau:

Bảng 1.4 Bảng phụ tải cấp điện áp máy phát
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17
17÷20
20 ÷22
22÷24
P
ĐP
(t)
70
85
80
85
85
100
90
70
S
UF
,MVA
12,50
15,18
14,29
15,18
15,18
17,86

16,07
12,50


Hình 1.3 đồ thị phụ tải công suất cấp điện áp máy phát
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 5

b) Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp
Phụ tải cấp điện áp trung có P
UTmax
= 190 MW, cos = 0,86. Suy ra:
Thay vào công thức 1.3 ta có bảng sau:
Bảng 1.5 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17
17÷20
20 ÷22
22÷24
P
UT
(t)
70
80
90

100
80
90
80
70
S
UT
,MVA
154,65
176,74
198,84
220,93
176,74
198,84
176,74
154,65

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải công suất phụ tải trung
c) Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp
Phụ tải cấp điện áp trung có P
UCmax
= 140 MW, cos = 0,86. Suy ra:
Thay vào công thức 1.3 ta có bảng sau:
Bảng 1.6 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17

17÷20
20 ÷22
22÷24
P
UC
(t)
90
90
90
80
80
90
100
90
S
UC
,MVA
146,51
146,51
146,51
130,23
130,23
146,51
162,79
146,51
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 6

Hình 1.5 đồ thị phụ tải công suất phụ tải cao
1.1.4 Công suất phát về hệ thống
VHT TNM UC UT DPTD
S S -S -(t) (t) (t) (t) (S -S t) (-S t) 

Bảng 1.7 Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17
17÷20
20 ÷22
22÷24
S
TNM
,MVA
252
252
283,5
315
315
283,5
283,5
283,5
S
TD
,MVA
25,61

25,61
27,35
29,10
29,10
27,35
27,35
27,35
S
ĐP
,MVA
12,50
15,18
14,29
15,18
15,18
17,86
16,07
12,50
S
UT
,MVA
154,65
176,74
198,84
220,93
176,74
198,84
176,74
154,65
S

UC
,MVA
146,51
146,51
146,51
130,23
130,23
146,51
162,79
146,51
S
VHT
,MVA
-87.27
-112.04
-103.49
-80.44
-36.25
-107.06
-99.45
-57.51
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 7


Hình 1.6 đồ thị phụ tải của nhà máy

Nhận xét :
- Nhà máy thiết kế có tổng công suất là :

S
TNM
= S
đm
= n.S
đmF
= 4x78,75=315 (MVA)
- So với công suất hệ thống S
HT
= 5000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm
6,3% công suất của hệ thống. Công suất dự trữ của hệ thống:S
dtHT
= 150MVA
- Công suất phat vào hệ thống: S
VHT min
= 36,25MVA và S
VHT max
= 112,04MVA
Có S
VHT max
< S
dtHT
 nhà máy làm việc ổn định với hệ thống
SUF
STD
SUT
SUC
SVHT
t(h)
MVA

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 8

1.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện
Chọn phương án nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng
trong thiết kế nhà máy điện.Phương án nối điện phù hợp không chỉ đem lại lợi ích kinh
tế lớn lao mà còn phải đáp ứng được các tiên chuẩn kĩ thuật.
Cơ sở để xác định các phương án có thể là số lượng và công suất máy phát
điện,công suất hệ thống,sơ đồ lưới điện và phụ tải
 Nguyên tắc 1: Chọn thanh góp điện áp máy phát.
Phụ tải cấp điện áp máy phát: S
DPmax
= 17,9 MVA.
Khi đó lượng điện cấp cho phụ tải điện áp máy phát chiếm :
DPmax
dmF
S 17,9
.100 11,36% 15%
2.S 2.78,75
  

Do vậy không cần thanh góp điện áp máy phát, phụ tải điện áp máy phát được
lấy điện trực tiếp từ đầu cực của máy phát.
 Nguyên tắc 2: Có sử dụng máy biến áp tự ngẫu hay không.
Lưới trung áp U
T
= 110kV và lưới cao áp U
C

= 220kV có trung tính trực tiếp
nối đất, mặt khác hệ số có lợi là :
CT
C
U -U
220-110
= =0,5
U 220
α=

Ta dùng máy biến áp tự ngẫu làm MBA liên lạc, liên lạc giữa các cấp điện áp.
 Nguyên tắc 3: Chọn số bộ máy phát điện-máy biến áp lên thanh góp phía trung
Ta có
min
S 15478,75 ,65 .; 220,93 ;
đmF
max
UT
UT
MVAS S MVAMVA 

S
A=
220,93
2,8 3
78,75
max
UT
dmF
S

  
nên tối đa là 3 bộ.
min
S
A=
154,65
1,96 1
78,75
UT
dmF
S
  
nên tối thiều là 1 bộ.
Do sử dụng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc nên có thể ghép từ 1
đến 2 bộ MPĐ – MBA 2 cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 9

 Nguyên tắc 4: Có thể ghép 1 số bộ máy phát điện chung với 1 máy biến áp hay
không.
Điều kiện ghép:
2.78,75 157,52. 150 .  
HT
DPđmF dtHT
S S MVAS

Vậy, ta không thể ghép 1 số bộ máy phát chung với 1 máy biến áp.
1.3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện
a) Phương án 1

Hình 1.7 sơ đồ nối điện phương án 1
Phương án này ta ghép 2 bộ MPĐ–MBA 2 cuộn dây (F3-B3 và F4-B4) làm việc
song song với nhau cùng cấp điện lên phía thanh góp 110 kV để cung cấp điện cho phụ
tải phía trung áp. Bên phía cao 220 kV ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu B1, B2 để liên lạc
giữa 3 cấp điện áp với nhau.
Nhận xét:
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
- Số lượng chủng loại MBA ít, chỉ có 2 loại MBA, giá thành rẻ.
- Thiết bị phân phối phía cao đơn giản, vận hành đơn giản linh hoạt,
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 10

- Đảm bảo lượng công suất phát cho nhu cầu phụ tải phía trung áp 110kV.
- Bên phía trung áp, tổng công suất của 2 bộ máy phát lớn hơn công suất phụ tải
phía trung. Như vậy lượng công suất thừa ở bên trung sẽ lớn, khi đó lượng công suất
này tải sang bên phía thanh góp cao thông qua B1, B2 nó gây tổn thất công suất 2 lần
qua MBA, nhưng do ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu để liên lạc nên tổn thất công suất sẽ
không đáng kể, có thể bỏ qua.
b) Phương án 2

Hình 1.8 sơ đồ nối điện phương án 2
Phương án 2 này khác với phương án 1 ở chỗ ta chỉ dùng một bộ MPĐ-MBA 2
cuộn dây nối lên phía trung áp. Còn dùng 3 máy phát để cung cấp điện cho thanh cái
phía cao áp 220 kV, trong đó có 1 bộ MPĐ-MBA (F1- B1) phát điện lên thanh cái, để
cung cấp thêm nguồn công suất phát về phía HT và sử dụng 2 MBA (B2, B3) tự ngẫu
để liên lạc giữa 3 cấp điện áp.
Nhận xét:
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

- Bố trí tải và nguồn cân đối.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 11

- Bên thanh góp phía trung chỉ có 1 máy phát F4, ta thấy lượng công suất thừa và
thiếu không đáng kể (khi đó tổn thất công suất nhỏ) và nhờ có MBA liên lạc B2, B3 sẽ
duy trì điều hòa cho bên phía trung.
- Đảm bảo kỹ thuật, cung cấp điện liên tục.
- Vận hành đơn giản.
- Giá thành bộ MPĐ-MBA bên điện áp cao đắt.
c) Phương án 3

Hình 1.9 sơ đồ nối điện phương án 3
Đối với phương án này ta dùng 2 bộ MPĐ-MBA (F3-B5 và F4-B6) làm việc song
song để cung cấp điện cho phụ tải bên điện áp trung. Bên cao 220 kV ta cũng dùng 2 bộ
MPĐ-MBA (F1-B1 và F2-B2) làm việc song song. Và để liên lạc giữa 3 cấp điện áp với
nhau ta dùng 2 MBA tự ngẫu (B3-B4) liên lạc giữa hệ thống 2 thanh góp trungvà cao,
phía cuộn hạ thì cung cấp cho phụ tải điện áp MPĐ và trích ra một phần cho dự phòng,
tự dùng.
Nhận xét:
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
- Phương án này ta sử dụng nhiều loại chủng MBA, thiết bị phân phối bên phía
cao phức tạp nên vốn đầu tư cao.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 12

- Cách đấu nối phức tạp hơn, gây khó khăn cả về kĩ thuật lẫn vận hành. Nhưng
khi sự cố bộ bên phía trung, thì MBA tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn hơn so

với công suất của nó.
d) Phương án 4

Hình 1.10 sơ đồ nối điện phương án 4
Phương án này có 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp, làm
nhiệm vụ truyền tải công suất sang bên trung. Phía cao có 2 bộ MPĐ-MBA hai cuộn
dây truyền tải công suất lên thanh góp 220kV
Nhận xét:
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
- Phương án này ta sử dụng nhiều loại chủng MBA, thiết bị phân phối bên phía
cao phức tạp nên vốn đầu tư cao.
- Tổn thất công suất lớn, đặc biệt khi bị sự cố hỏng 1 MBA liên lạc.
Qua 4 phương án đã nêu ở trên ta có nhận xét rằng: 2 phương án 1,2 thiết kế đơn
giản và kinh tế hơn so với phương án 3,4. Mặt khác nó vẫn đảm bảo cung cấp điện một
cách liên tục an toàn cho các phụ tải mà vẫn thỏa mãn các yêu cầu về kĩ thuật. Trong
khi đó, phương án 3,4 có chi phí đầu tư cao và gây khó khăn cả về kĩ thật lẫn vận hành.
Vì vậy ta sẽ chọn 2 phương án 1 và 2 để tính toán kinh tế và kĩ thuật để đưa ra phương
án chọn lựa tối ưu nhất cho nhà máy điện.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 13

CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Ở chương này ta đi tính toán chọn máy biến áp cho các phương án và tính tổn
thất công suất điện năng qua máy biến áp.
A. PHƯƠNG ÁN 1
2.1. A PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CÁC CẤP ĐIỆN ÁP MÁY BIẾN ÁP
2.1.1.A Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây.
Máy biến áp 2 cuộn dây mang tải bằng phẳng suốt 24h:

max
1
78,75- .29,1 71,475
4
1

4
bo dmF td
MWS S S 

2.1.2.A Máy biến áp liên lạc.
Phân bốcông suất cho các phía cao, trung, hạcủa MBA tự ngẫu:
 
1
( ) ( ) 2.
2
1
( ) [ ( ) ( )]
2
( ) ( ) ( )
PT UT bo
PC VHT UC
PH PC PT
S t S t S
S t S t S t
S t S t S t














Thay số vào công thức trê ta có bảng sau:
Bảng 2.1 Bảng phân bố công suất các phía MBA liên lạc theo từng thời điểm
Giờ
0÷5
5÷8
8÷11
11÷14
14÷17
17÷20
20÷22
22÷24
S
PT
(MVA)
5,85
16,90
27,95
38,99
16,90
27,95
16,90

5,85
S
PC
(MVA)
29,62
17,24
21,51
24,90
46,99
19,73
31,67
44,50
S
PH
(MVA)
23,77
0,34
-6,44
-14,10
30,10
-8,22
14,78
38,65
2.2.A. CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC MÁY BIẾN ÁP.
2.2.1.A Máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ- MBA 2 cuộn dây.
a. Loại máy biến áp 2 cuộn dây, không có điều chỉnh dưới tải.
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 bằng tự động điều chỉnh kích từ (TDK) của máy phát.
b. Công suất định mức.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 14

max
1
- . 71,475 ( )
4
đmB đmF TD đmF
S S S S MVA

Dựa vào ‘ Bảng 2.5 - Phụ lục 2 - Thiết kế Phần điện nhà máy điện và trạm biến
áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc Hùng’, ta chọn máy biến áp sau:

Bảng 2.2 Bảng thông số máy biến áp hai cuộn dây sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây
MBA
Loại
S
đm

MVA
Điện áp, kV
Tổn thất công suất, kW
U
N
%
I
o
%
Giá,

10
9
VNĐ
C
H
∆P
o

∆P
N

110
Тдц
80
121
6,3
70
310
10,5
0,55
3,12
2.2.2.A Máy biến áp liên lạc.
a. Loại máy biến áp tự ngẫu, có điều chỉnh dưới tải.
Vì tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng, nên có nhu cầu điều
chỉnh điện áp tất cả các phía.Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có kết
hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các
phía.
b. Công suất định mức.
Để chọn được công suất định mức của MBA tự ngẫu trước hết phải xác định được
công suất thừa lớn nhất. Với sơ đồ phương án 1 thì công suất thừa lớn nhất băng công

suất định mức của máy phát:
max
thua đmF
S S 78,75 MVA

Công suất định mức MBA tự ngẫu được chọn theo CT :
11
. .78,75 157,5
0,5
dmB dmF dmB
S S S MVA

   

Dựa vào ‘ Bảng 2.6 - Phụ lục 2 - Thiết kế Phần điện nhà máy điện và trạm biến
áp của PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc Hùng’, ta chọn máy biến áp tự ngẫu
TN1, TN2 có thông số sau:
Bảng 2.3 Thông số MBA tự ngẫu
Loại
S
đm

MVA
Điện áp
cuộn dây,
kV
Tổn thất công suất, kW
U
N
%

I
o
%
Giá,
10
9
VNĐ
C
T
H
∆P
o

∆P
N

C-T
C-H
T-H
A
C-T
C-H
T-H
ATдцTH
160
230
121
6,6
85
380

-
-
11
32
20
0,5
11,1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng

SVTH: Mạc Văn Mạo – Đ4H3 Trang 15

2.2.3.A Kiểm tra quá tải của máy biến áp khi sự cố.
a. Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4.
Do các máy được chọn có công suất lớn hơn công suất định mức của MPĐ. Đồng
thời ta luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã chọn ở phần trên, nên
ta không cần kiểm tra quá tải MBA B3, B4.
b. Máy biến áp liên lạc B1, B2.
 Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MPĐ-MBA (F4-B4) tại phụ tải trung cực đại.
max
UT
S = 220,93MVA
,
UTmax
S =15,18MVA
DP
,
UTmax
UC
S = 130,23MVA
,

UTmax
VHT
S = 80,44MVA

+ Kiểm tra quá tải để xem có đủ công suất cấp cho phụ tải phía trung hay không:
3 max
2. .
2.1,4.0,5.160 71,475 295,75 220,93
Usc
qt TNđm boB
T
K S S S
MVA






+ Phân bố lại công suất khi sự cố:
 
ax 3
max ax
11
220,93 71,475 74,728
22
1 1 1 1
. 78,75 .15,18 .29,1 63,89
2 4 2 4
63,89 74,728 10,843

UT
PT m boB
UT m
PH đmF DP TD
PC PH PT
S S S MVA
S S S S MVA
S S S MVA


    




      



     




Hình 2.1 Phân bố công suất khi hỏng 1 bộ bên trung khi S
UT
cực đại
Máy biến áp phân bố công suất từ cao đồng thời từ hạ sang trung nên cuộn
chung mang tải nặng nhất.

HTĐ
220 kV
110 kV
S
UT

B1
B2
B3
B4
F1
F2
F3
F4
S
UC

74,728

63,89

10,843