Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện tran the tien

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì ngành năng lượng là một
ngành công nghiệp quan trọng, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng một cao do
vậy luôn được ưu tiên phát triển hàng đầu. Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất
rộng lớn, là vô tận.
Tuy nhiên, nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay
đang càng trở nên khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới và nhà máy
điện là một phần không thể thiếu được của ngành năng lượng. Cùng với sự phát triển
của ngành năng lượng việc xây dựng các nhà máy điện và hoà vào hệ thống điện sẽ
nâng cao tính bảo đảm cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ điện vì chúng hỗ trợ
cho nhau khi có sự cố một nhà máy nào đó, nâng cao chất lượng điện năng, công suất
truyền tải, giảm tổn thất điện năng, ổn định cao trong hệ thống và đáp ứng các yêu cầu
về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đề ra của ngành năng lượng.
Sau khi kết thúc bốn năm học của ngành hệ thống điện, em được giao nhiệm vụ
thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần:
Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện.
Phần 2: Thiết kế trạm biến áp.
Về sơ lược em cũng hiểu biết được sâu hơn kiến thức về phần điện trong nhà
máy thủy điện hiện nay và sự hiểu biết về phần thiết kế và vận hành trạm biến áp. Và
đó cũng là sự trang bị kiến thức rất hữu ích cho công việc của em sau khi ra trường.
Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi
những thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô trong
hội đồng chấm thi để em rút kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu.
Em xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày…tháng…năm 2014
Sinh viên
Trần Thế Tiến

LỜI CẢM ƠN
******
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là cô
Th.S Ma Thị Thương Huyền đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một
lượng kiến thức sâu rộng về bộ môn Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp để
em hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệp này. Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài
rất lớn và đặc trưng của nghành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi
hỏi nhiều về trình độ chuyên môn, do vậy trong quá trình thiết kế đồ án không thể
tránh khỏi những thiếu sót em rất mong nhận được những góp ý của các thầy cô trong
khoa.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận
tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua.
Sinh viên
Trần Thế Tiến
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
****************
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*************************
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Trần Thế Tiến Lớp: Đ4H3
Hệ : Chính quy Ngành học: Hệ thống điện
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có công suất đặt 400MW
gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 100MW. Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho
các phụ tải sau:
1. Phụ tải địa phương 10,5kV: P
max
= 10MW; cosφ = 0,85;
Gồm 2 lộ kép x 3 MW x 4 km và 2 lộ đơn x 2 MW x 4 km. Biến thiên phụ tải
theo thời gian như bảng dưới. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với I
cắt
= 20kA;
t
cắt
= 0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm
2

.
2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV: P
max
= 150MW; cosφ = 0,84.
Gồm 2 lộ kép x 50 MW và 1 lộ đơn x 50 MW. Biến thiên phụ tải theo thời
gian như bảng dưới.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P
max
= 160MW; cosφ = 0,85.
Gồm 2 lộ kép x 60MW và 1 lộ đơn x 40 MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian
như bảng dưới.
4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 80km. Công suất
hệ thống (Không kể công suất của nhà máy đang thiết kế) là 3000MVA. Dự trữ quay
của hệ thống 180MVA. Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống x
*HT

= 0,5.
5. Phụ tải tự dùng: α
td
= 7%; cosφ = 0,85.
6. Biến thiên công suất phát của toàn nhà máy cho trong bảng.

Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
P
Uf%
60 80 100 80 90 100 90
P
110%
70 80 100 90 90 90 80

P
220%
60 70 90 90 90 100 70
P
NM%
70 80 100 80 90 100 90
YÊU CẦU:
1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối dây
2. Tính toán chọn máy biến áp.
3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.
4. Tính toán ngắn mạch.
5. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn.
6. Tính toán tự dùng.
7. Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật của 2 phương án
Sơ đồ nối điện chính kể cả tự dùng
Sơ đồ thiết bị phân phối.
PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Thiết kế trạm hạ áp 10,5/0,4 cho trạm bơm nông nghiệp.
Ngày giao:
Ngày hoàn thành:
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA KHOA
Ths.Ma Thị Thương Huyền

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
LỜI CẢM ƠN 2
****** 2
PHẦN I 12
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 12
CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI , CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1

1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1
1.2.PHÂN TÍCH ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP 1
1.2.1.Phụ tải phụ tải địa phương 10,5kV. 1
1.2.2.Phụ tải cao áp 220kV. 2
1.2.3.Phụ tải trung áp 110kV. 3
1.2.4.Phụ tải toàn nhà máy. 3
1.2.5.Phụ tải tự dùng. 4
Cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất phát về hệ thống. 5
1.3.ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN 7
1) Phương án 1. 7
2) Phương án 2. 8
3) Phương án 3 9
4) Phương án 4 10
CHƯƠNGII 12
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 12
A. PHƯƠNG ÁN 1 12
2.1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP 13
2.1.1. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 13
2.1.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 13
2.2. Kiểm tra quá tải sự cố: 14
2.3. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 20
2.3.1. Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây 20
2.3.2. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu 21
B. PHƯƠNG ÁN 2 22
Hình 2.5.Sơ đồ nối điện phương án II. 23
2.1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP 23
2.1.1. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 23
2.1.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 24
2.2. Kiểm tra khả năng quá tải của MBA khi có sự cố : 25
2.3. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 29

2.3.1. Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây 29
2.3.2. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu 30
CHƯƠNG 3 33
TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT & CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 33
3.1.CHỌN SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI. 33
A.Phương án 1 33
3.1.A.Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 33
1. Cấp điện áp cao 220kV : 33
2. Cấp điện áp trung 110 kV : 33
3.2.A.Tính toán kinh tế - kỹ thuật,chọn phương án tối ưu 34
B.Phương án 2 35
3.1.B.Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 35
1. Cấp điện áp cao 220kV : 35
2. Cấp điện áp trung 110 kV : 36
3.2.B.Tính toán kinh tế - kỹ thuật,chọn phương án tối ưu 36
3.3.Chọn phương án tối ưu. 38
CHƯƠNG 4 39
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 39
4.1. CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH 39
4.2. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ 39
4.2.1. Tính toán cho sơ đồ thay thế 39
4.3. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM 41
4.3.1. Điểm ngắn mạch N1 41
4.3.2. Điểm ngắn mạch N2 42
4.3.3. Điểm ngắn mạch N3 44
4.3.4. Ngắn mạch tại điểm N
3
’ 45
4.3.5. Ngắn mạch tại điểm N
4

46
CHƯƠNG 5 47
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 47
5.1. TÍNH DÒNG CƯỠNG BỨC. 47
5.1.1. Phía điện áp cao 220 kV 47
5.1.2. Phía điện áp trung 110 kV 48
5.1.3. Các mạch phía hạ áp cấp điện áp 10,5 kV 49
5.2. CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CACH LY. 50
5.2.1. Chọn máy cắt (MC) 50
5.2.2. Chọn dao cách ly ( DCL) 51
5.3. CHỌN THANH DẪN , THAN GÓP CỨNG 52
5.3.1. Chọn loại và tiết diện 52
5.3.2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch 53
5.3.3. Kiểm tra ổn định động khi có xét đến dao động riêng. 54
5.3.4. Chọn sứ đỡ 55
5.4. CHỌN THANH DẪN , THANH GÓP MỀM 56
5.5. CHỌN KHÁNG VÀ CÁP ĐƯỜNG DÂY 62
5.5.1. Chọn cáp 62
5.5.2 Chọn kháng đường dây 64
5.6. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG VÀ BIẾN ĐIỆN ÁP ĐO LƯỜNG 68
5.6.1. Máy biến dòng điện 68
5.6.2. Chọn máy biến điện áp 70
5.7. CHỌN CHỐNG SÉT VAN 73
5.7.1. Chọn chống sét van cho thanh góp. 73
5.7.2. Chọn chống sét van cho máy biến áp. 73
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 76
6.1. SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG. 76
6.2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP 77
6.3. CHỌN MÁY CĂT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN. 78
PHẦN II : 81

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 81
CHƯƠNG 7 82
CHỌN THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP 82
7.1.CHỌN MÁY BIẾN ÁP 82
7.2.CHỌN DÂY DẪN 82
7.3.CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV) 83
7.4.CHỌN DAO CÁCH LY (DCL) 83
7.5.CHỌN CẦU CHÌ TỰ RƠI 84
7.6.CHỌN DÂY CÁP TỔNG TỪ MÁY BIẾN ÁP RA TỦ HẠ THẾ 84
7.7.CHỌN ÁPTÔMÁT 85
7.1.Chọn áptômát tổng 85
7.2.Chọn áptômát nhánh 85
7.8.CHỌN THANH CÁI HẠ ÁP 86
7.9.CHON SỨ ĐỠ THANH CÁI 86
7.10.CHỌN MÁY BIẾN DÒNG 86
7.11.CHỌN CÁC ĐỒNG HỒ ĐO 87
7.12.CHỌN DÂY DẪN NỐI TỪ BIẾN DÒNG ĐẾN CÁC DỤNG DỤ ĐO 87
7.13.CHỌN CHỐNG SÉT VAN CHO PHÍA HẠ ÁP 0,4 kV 87
7.14.CHỌN CÁP ĐẦU RA CỦA CÁC NHÁNH 87
7.15.CHỌN TỦ HẠ THẾ 88
CHƯƠNG 8:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 89
8.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHÍA CAO ÁP 10 kV 89
8.2.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP 0,4 kV 90
CHƯƠNG 9 92
KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐÃ LỰA CHỌN 92
9.1.KIỂM TRA DAO CÁCH LY 92
9.2.KIỂM TRA CẦU CHÌ TỰ DƠI 92
9.3.KIỂM TRA ÁPTÔMÁT TỔNG 92
9.4.KIỂM TRA ÁPTÔMÁT NHÁNH 92
9.5.KIỂM TRA THANH CÁI HẠ ÁP 92

9.6.KIỂM TRA SỨ ĐỠ THANH CÁI 93
9.7.KIỂM TRA CÁP ĐẦU RA MÁY BIẾN ÁP 94
9.8.KIỂM TRA CÁP ĐẦU RA NHÁNH 94
CHƯƠNG 10 95
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM 95
10.1. ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA THANH 95
10.2.ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC 95
10.3.ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA HỆ THỐNG THANH CỌC 96




DANH MỤC BẢNG

BẢNG 1.1. THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN 1
BẢNG 1.2. CÔNG SUẤT PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 2
BẢNG 1.3. PHÂN CÔNG SUẤT PHỤ TẢI CAO ÁP. 3
BẢNG 1.4. PHÂN CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TRUNG ÁP. 3
BẢNG 1.5. CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY. 4
BẢNG 1.6. CÔNG SUẤT TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY. 5
BẢNG 1.7. CÔNG SUẤT CỦA CÁC CẤP ĐIỆN ÁP TẠI TỪNG THỜI ĐIỂM. 5
BẢNG 2.1. BẢNG PHÂN BÓ CÔNG SUẤT CỦA MBATN B
2
, B
3
. 13
BẢNG 2.2.THÔNG SỐ MBA 2 CUỘN DÂY 14
BẢNG 2.3. BẢNG THÔNG SỐ MBA TỰ NGẪU 14
BẢNG 2.4. TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT. 22
BẢNG 2.5. BẢNG PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CỦA MBATN B

2
, B
3
. 24
BẢNG 2.6. THÔNG SỐ MBA 2 CUỘN DÂY 24
BẢNG 2.7. BẢNG THÔNG SỐ MBA TỰ NGẪU B2,B3 25
BẢNG 2.8. TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT. 32
BẢNG 3.1. VỐN ĐẦU TƯ VÀ CHI PHÍ VậN HÀNH HẰNG NĂM CỦA TỪNG
PHƯƠNG ÁN. 38
BẢNG 4.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 46
BẢNG 5.1. DÒNG CƯỠNG BỨC CÁC CẤP ĐIỆN ÁP PHƯƠNG ÁN I 50
BẢNG 5.2.THÔNG SỐ MÁY CẮT PHƯƠNG ÁN I 51
BẢNG 5.3. THÔNG SỐ DAO CÁCH LY PHƯƠNG ÁN I 52
BẢNG 5.4. THÔNG SỐ THANH DẪN CỨNG PHƯƠNG ÁN I 53
BẢNG 5.5. THÔNG SỐ SỨ PHƯƠNG ÁN I 55
BẢNG 5.6. THÔNG SỐ THANH GÓP MỀM 220KV PHƯƠNG ÁN I 57
BảNG 5.7.BẢNG THÔNG SỐ MÁY CẮT MC1. 67
BẢNG 5.8.BẢNG THÔNG Số BI CẤP 10,5KV. 69
BẢNG 5.9.BẢNG THÔNG Số BI CẤP 220KV VÀ 110KV 70
BẢNG 5.10.BẢNG THÔNG SỐ BU CẤP 10,5.KV. 71
BẢNG 5.11.BẢNG THÔNG Số BU. 72
BẢNG 6.1.BẢNG THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP TДHC -6300 77
BẢNG 6.2.BẢNG THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP TДHC -10000 78
BẢNG 6.3.BẢNG THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP TM-1000 78
BẢNG 6.4.BẢNG THÔNG SỐ MC 8FG10 79
BẢNG 7.1 .THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP 82
BẢNG 7.2 .THÔNG SỐ CHỐNG SÉT VAN 83
BẢNG 7.3 .THÔNG SỐ DAO CÁCH LY 84
BẢNG 7.4 .THÔNG SỐ CẦU CHÌ TỰ RƠI 84
BẢNG 7.5 .THÔNG SỐ APTOMAT TỔNG 85

BẢNG 7.6 .THÔNG SỐ APTOMAT NHÁNH 86
BẢNG 7.7 .THÔNG SỐ APTOMAT CHỐNG SÉT VAN 87























PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 1


CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI , CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện nhiệt điện có tổng công suất đặt là 400
MW gồm có 4 máy phát điện công suất mỗi tổ máy là 100MW. Để thuận tiện cho
tính toán và vận hành ta chọn cùng 1 loại MPD loại TB

-100-3600 có các thông số
như trong bảng sau:
Bảng 1.1. Thông số máy phát điện
S
dm
(MVA)

P
dm

(MW)

U
dm
(kV)

Cosα
dm
I
dm
(kA)

x''
d
x'
d
X
d
X
2
X
0
117,5 100 10,5 0,85 6,475 0,1593

0,2243

1,6493

0,1945

0,0737

1.2.PHÂN TÍCH ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP
Từ đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp theo phần trăm công suất tác dụng cực đại P
max

và hệ số công suất cosφ của phụ tải tương ứng, ta xây dựng được đồ thị điên áp và
toàn nhà máy từ công suất biểu kiến theo các công thức sau:
   
 
P(t) P%(t)
P% t .100 P t .P
max
P 100
max
P(t)
S t
cos
  


(1.1)
Trong đó:
- P%(t): Công suất của phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại tại thời
điểm t.
- P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
- S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
- Cosφ: Hệ số công suất của phụ tải.
- P
max

: Công suất phụ tải cực đại.
1.2.1.Phụ tải phụ tải địa phương 10,5kV.
Đồ thì phụ tải địa phương được xác định như sau:
(t) max (t)
(t) (t)
UF UF UF
UF UF
P% .P P
P ;S
100 cos
 


Trong đó:
(t)
UF
P
: Công suất tác dụng của phụ tải địa phương tại thời điểm t , (MVA).
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 2


(t)
UF
P%
: Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải địa phương tại thời
điểm t , (MVA).
max

UF
P
: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải địa phương (=10MW)
(t)
UF
S
: Công suất biểu kiến của phụ tải địa phương tại thời điểm t , (MVA).
cos 
: hệ số công suất định mức , (=0,85).
Ta có bảng công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t.
Bảng 1.2. Công suất phụ tải địa phương
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
P
UF
(%) 60 80 100 80 90 100 90
P
ĐP
(MW) 6.0 8.0 10 8.0 9.0 10.0 9.0
S
ĐP
(MVA)

7.059 9.412 11.764 9.412 10.588 11.764 10.588
1.2.2.Phụ tải cao áp 220kV.
Đồ thì phụ tải cao áp được xác định như sau:
(t) max (t)
(t) (t)
CA CA CA
CA CA
P% .P P

P ;S
100 cos
 


Trong đó:

(t )
CA
P
: Công suất tác dụng của phụ tải cao áp tại thời điểm t , (MW).
(t)
CA
P%
: Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải cao áp tại thời
điểm t , (MW).
max
CA
P
: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải cao áp (=160MW)
(t )
CA
S
: Công suất biểu kiến của phụ tải cao áp tại thời điểm t , (MVA).
cos 
: hệ số công suất định mức (=0,85)
Ta có bảng công suất phụ tải cao áp tại thời điểm t


Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 3

Bảng 1.3. Phân công suất phụ tải cao áp.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
P
CA
(%) 60 70 90 90 90 100 70
P
CA
(MW) 96 112 144 144 144 160 112
S
CA
(MVA)

112.94 131.76 169.41 169.41 169.41 188.24 131.76

1.2.3.Phụ tải trung áp 110kV.
Đồ thì phụ tải trung áp được xác định như sau:
(t) max (t )
(t) (t)
TA TA TA
TA TA
P% .P P
P ;S
100 cos
 


Trong đó:

(t)
TA
P
: Công suất tác dụng của phụ tải trung áp tại thời điểm t , (MW).
(t)
TA
P%
: Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải trung áp tại thời điểm t
, (MW).
max
TA
P
: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải trung áp (=160MW)
(t)
TA
S
: Công suất biểu kiến của phụ tải trung áp tại thời điểm t , (MVA).
cos 
: hệ số công suất định mức (=0,84)
Ta có bảng công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t
Bảng 1.4. Phân công suất phụ tải trung áp.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
P
TA
(%) 70 80 100 90 90 90 80
P
TA
(MW) 105 120 150 135 135 135 120

S
TA
(MVA)

125 142.86 178.57 160.71 160.71 160.71 142.86
1.2.4.Phụ tải toàn nhà máy.
Đồ thì phụ tải toàn nhà máy được xác định như sau:
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 4

(t) max (t)
(t) (t)
TNM TNM TNM
TNM tnm
P% .P P
P ;S
100 cos
 


Trong đó:

(t)
TNM
P
: Công suất tác dụng của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t, (MW).
(t)
TNM

P%
: Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải toàn nhà máy tại thời
điểm t,(MW).
max
TNM
P
: Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải toàn nhà máy (=4.100=400MW)
(t )
TNM
S
: Công suất biểu kiến của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t. Với
max
TNM
S =4.117,5=470(MVA)

cos 
: hệ số công suất định mức (=0,85)
Ta có bảng công suất phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t
Bảng 1.5. Công suất toàn nhà máy.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
P
NM
(%) 70 80 100 80 90 100 90
P
NM
(MW) 280 320 400 320 360 400 360
S
NM
(MVA)

329.412 376.47 470.59 376.47 423.53 470.59 423.53

1.2.5.Phụ tải tự dùng.
Theo đề ra, tự dùng cực đại của toàn nhà máy bằng 7% công suất định mức của
nhà máy với cosφ = 0,85 được xác định theo công thức sau:
max
max
(t)
(t)
α%×P
= (0,4+0,6× )
100×cosφ
S
S
S
TNM
TNM
TNM
TD
(1.3)
Trong đó:
-
(t)
S
TD
: Phụ tải tự dùng nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
-
max
S
TNM

: Công suất định mức của nhà máy (=470 MVA)
-
max
P
TNM
: Công suất tác dụng của nhà máy, (=400 MW).
-
(t )
TNM
S
: Công suất của phụ tải tại thời điểm t ( theo bảng 1.5).
- α%: Số phần trăm lượng điện tự dùng (=7%).
Tính toán theo công thức 1.3, ta có bảng sau:
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 5

Bảng 1.6. Công suất tự dùng của nhà máy.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
NM
S
(t)
329.421 376.47 470 376.47 423.53 470 423.53
TD
S
(t)
27.01 28.99 32.94 28.99 30.964 32.94 30.964
Cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất phát về hệ thống.
Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải địa phương, phụ tải cao áp 220kV,

phụ tải trung áp 110kV và công suất thừa phát lên hệ thống 220kV.
Ta có, tổng công suất phát toàn nhà máy bằng tổng công suất tiêu thụ.
S
NM
(t) = S
ĐP
(t) + S
TD
(t) + S
CA
(t) + S
TA
(t) + S
VHT
(t)
Công suất phát vào hệ thống tại mỗi thời điểm:
S
VHT
(t) = S
NM
(t) – [S
ĐP
(t) + S
TD
(t) + S
CA
(t) +S
TA
(t)] (1.4)
Trong đó:

- S
NM
(t): Công suất toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
- S
ĐP
(t): Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t, (MVA).
- S
TD
(t): Công suất phụ tải tự dùng của nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
- S
CA
(t): Công suất phụ tải phía cao áp tại thời điểm t, (MVA).
- S
TA
(t): Công suất phụ tải phía trung áp tại thời điểm t, (MVA).
- S
VHT
(t): Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, (MVA).
Bảng 1.7. Công suất của các cấp điện áp tại từng thời điểm.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
S
NM
(MVA) 329.412

376.47 470 376.47 423.53 470 423.53
S
TA
(MVA) 125 142.86 178.57 160.71 160.71 160.71 142.86
S
CA

(MVA) 112.94 131.74 169.41 169.41 169.41 188.23 131.76
S
TD
(MVA) 27.01 28.99 32.94 28.99 30.964 32.94 30.964
DP
S
(MVA)
7.059 9.412 11.764 9.412 10.588 11.764 10.588
S
VHT
(MVA)

57.403 63.468 77.91 7.948 51.858 76.95 107.358

Kết luận : Qua bảng số liệu trên ta thấy: S
HVT
(t) > 0 trong mọi thời điểm. Do vậy nhà
máy luôn phát công suất thừa về hệ thống.
o an tot nghiep mụn hc nh mỏy in

Sv:Trn Th Tin-D4H3
Page 6

50
100
150
200
250
300
350

400
450
4
7
11
13
17
21 24
0
S
(MVA)
t
(h)
Công suất phát về hệ thống
Công suất phụ tải phía cao áp
Công suất phụ tải phía trung áp
Công suất địa phơng
Công suất tự dùng của nhà máy

Hỡnh 1.1. th ph ti tng hp ton nh mỏy
Nhn xột:
+ Nh mỏy thit k cú nhng ph ti cp in ỏp sau:
Cp in ỏp a phng: 10,5 kV.
Cp in ỏp trung: 110 kV.
Cp in ỏp cao : 220 kV.
+ Nh mỏy in thit k cú cụng sut t l: 470 MVA so vi cụng sut t
ca h thng l: 3000 MVA chim 15,67 %.
+ Ph ti cp in ỏp mỏy phỏt (ph ti a phng) cú:

max

11, 764
P
S MVA

;
min
7, 059
P
S MVA


Ph ti a phng khi cc i, cc tiu so vi cụng sut t ca nh mỏy
chim ln lt l: 2,5 % v 1,5 %.
+ Ph ti cp in ỏp trung 110 kV cú:
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 7


max
178,57
TA
S MVA

;
min
65,116
UT
S MVA




Phụ tải cấp điện áp trung khi cực đại và cực tiếu so với công suất đặt của nhà
máy chiếm lần lượt là: 37,209 % và 26,046 %.
+ Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV có:

max
188, 23
CA
S MVA

;
min
112,94
CA
S MVA


Phụ tải cấp điện áp cao khi cực đại và cực tiếu so với công suất đặt của nhà
máy chiếm lần lượt là: 40,05 % và 24,03 %.
+ Công suất phát về hệ thống:

max
107, 358
VHT
S MVA

;
min

7,948
VHT
S MVA


Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống, công suất thừa phát lên hệ
thống khi cực đại so với công suất đặt của nhà máy chiếm: 22,84 %.
Qua phân tích trên ta thấy nhà máy điện thiết kế đóng vai trò rất quan trọng
trong hệ thống điện với nhiệm vụ chính không những cung cấp đủ cho: phụ tải địa
phương, phụ tải cấp điện áp trung mà còn cung cấp cho hệ thống lúc cực đại lên đến
22,84 %.

1.3.ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
- So sánh công suất địa phương lớn nhất với công suất 2 tổ máy, với
max
11.764( )
dp
S MVA

ta có
max
11.764
100 100 5% 15%
2 2 117,5
dp
dmF
S
S
    
 

 Vậy phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực máy phát, mà khồng cần thanh
góp điện áp máy phát.
 Máy điện áp cao 220KV điện áp trung110KV đều là trung tính trực tiếp nối
đất.
- Hệ số có lợi
220 110
0,5
220
C T
C
U U
U



  
nên ta dùng máy biến áp tự
ngẫu làm liên lạc.
- So sánh công suất phụ tải phía trung khi lớn nhất và nhỏ nhất, với
S
đmf
max
178.57( )
TA
S MVA

và
min
125( )

TA
S MVA

. Và S
đmf
=117.5(MVA)
117.5MVA<125MVA Khi đó ta có =>dùng 1÷2 bộ máy MF-MBA hai
cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung.
Vậy ta có phương án nối điện:
1) Phương án 1.
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 8

Hình 1.2. Sơ đồ nối điện phương án I
Ưu điểm: -Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiết bị ít, cung cấp
đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp.
-Chủng loại MBA ít, thuận lợi cho việc tính toán, vận hành và sửa chữa.
-Công suất trong sơ đồ bộ nối lên thanh góp 110kV nên chi phí mua máy là
nhỏ hơn nên tính kinh tế cao.
Nhược điểm: Có một phần lớn công suất truyền qua 2 lần MBA nên làm tăng tổn thất.

2) Phương án 2.
F
2

F
1
HT

220kV
110kV

B
2
B
3
B
4
S
TA
S
TD
S
ĐP
S
TD

S
TD
F
4
S
CA
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 9

Hình 1.3. Sơ đồ nối điện phương án II.
Phương án 2 có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung
cấp điện cho phụ tải 110kV và 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp
220kV.Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ
truyền tải công suất thừa cho phía 110kV hoặc nhận lại công suất phía trung khi thiếu.
Ưu điểm: - Sơ đồ nối điện đơn giản,vận hành tốt,cung cấp đủ công suất cho phụ tải
- Công suất từ bộ MF-MBA lên 220kV được truyền trực tiếp lên hệ thống,
tổn thất không lớn.
Nhược điểm: - Tổn thất công suất qua 2 lần máy biến áp khi S
UT Min

- Do có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao hơn.
- Có nhiều loại MBA, gây khó khăn cho tính toán,vận hành và sửa
chữa
3) Phương án 3

F
2
F
3
F
1
HT
220kV
110kV

B
1
B
2

B
3
S
TA
S
TD
S
ĐP
S
TD
F
4
S
CA
B
4
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 10



H
H
ì
ì
n
n
h

h


1
1
.
.
4
4
.
.


S
S
ơ
ơ


đ
đ
ồ
ồ


n
n
ố
ố
i

i


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


p
p
h
h
ư
ư
ơ
ơ
n
n
g
g


á
á
n

n


I
I
I
I
I
I

Ưu điểm: - Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Nhược điểm: - Số lượng, chủng loại máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng
thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng.
- 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.
4) Phương án 4
F
1
F
2
F

3
HT
110kV

B
1
B
2
B
4
B
5
B
6
S
ĐP
S
TA
F
4
220kV

B
3
S
CA
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 11

Hình 1.5. Sơ đồ nối điện phương án IV
Ưu điểm: + Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Nhược điểm: + Số lượng, chủng loại máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng
thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng.
+ 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.
Nhận xét: Qua 4 phương án ta thấy: phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với
phương án 3 và 4. Mặt khác đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, an toàn, tin cậy cho
các phụ tải và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và 2 để
tính toán cho các phần sau.




F
1
F
3
HT
110kV
B
1
B
2
B
5
B
6

S
ĐP
S
TA

B
3
B
4
F
2
220kV
F
4

S
CA
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 12

CHƯƠNGII
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà
máy điện. Vì thế ta cần nắm vững các số liệu ban đầu, đồng thời dựa vào bảng cân
bằng công suất và các nhận xét tổng quát ở trên để đưa ra các phương án nối điện. Các
phương án đưa ra phải đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ và khác
nhau về cách ghép nối máy biến áp với các cấp điện áp số lượng máy biến áp. Đồng
thời, phải thể hiện tính khả thi về kinh tế kỹ thuật.

Số lượng máy phát điện nối vào thanh cái điện áp máy phát phải thoả mãn điều
kiện sao cho khi ngừng làm việc một tổ máy có công suất lớn nhất thì các máy còn lại
phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát và điện áp phía trung
máy biến áp.
A. PHƯƠNG ÁN 1

Hình 2.1.Sơ đồ nối điện phương án I.


F
2

F
1
HT
220kV
110kV

B
2
B
3
B
4
S
TA
S
TD
S
ĐP

S
TD

S
TD
F
4
S
CA
Đo án tot nghiệp môn học nhà máy điện

Sv:Trần Thế Tiến-D4H3
Page 13

2.1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1.1. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.
Công suất các máy mang tải bằng phẳng suốt 24h và được tính theo công thức:
Áp dụng công thức 2.1-Tr21-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp
S
bộ
=
max
mF
1
S .
đ TD
S
n


= 117,5-
1
4
.32,94=109,27(MVA)
2) MBA liên lạc:
Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất như sau :
(Áp dụng công thức 2.2- Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp )

   
   
     
CT UT bo
CC U C
CH CC CT
1
S t = × S t -2.S
2
1
S t = × S t +S (t)
2
S t =S t +S t
VHT

 
 



 


 





Trong đó: S
CC
(t) - công suất phía cao của máy biến áp tại thời điểm t,MVA
S
VHT
(t) - công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA
Bảng 2.1. Bảng phân bố công suất của MBATN B
2
, B
3
.
t(h) 0÷4 4÷7 7÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24
S
CC
(MVA)

85.17 97.6 123.66 88.68 110.63 132.59 119.56
S
CT
(MVA)

-46.77 -37.84 -19.99 -28.92 -28.92 -28.92 -37.84
S
CH

(MVA)

38.4 59.76 103.67 59.76 81.71 103.67 81.72
2.1.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA.
1)MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:
Loại máy biến áp này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh
điện áp phía hạ. Công suất định mức được chọn theo công thức sau:
(Áp dụng công thức 2.2-Trang 22- Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và TBA)
S
đmB
≥ S
đmF
= 117,5 (MVA).