Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ở các cấp điện áp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (514.51 KB, 60 trang )

Mục Lục.
Ch
Ch
ơng I.
ơng I.

tính toán phụ tải và cân bằng công suất
tính toán phụ tải và cân bằng công suất

ở các cấp điện áp
ở các cấp điện áp
Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát
điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ ở các hộ tiêu thụ
kể cả tổn thất điện năng.
Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi.
Việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đợc đồ thị phụ tải là điều rất quan
trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta
có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và
kỹ thuật. nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn
cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối u công suất giữa
các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà
máy điện với nhau.
Ta có sơ đồ chung của một nhà máy điện nh sau :
S
C
HT S
T
Lê văn hùng_lớp htđ3_k46 - 1 -
Máy biến áp

S
ĐP
S
TD

Sơ đồ chung của một nhà máy phát điện có dạng nh trên. Ta có tổng công suất
phát toàn nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ.
S
NM
(t) = S
TD
(t) + S
ĐP
(t) + S
T
(t) + S
C
(t) + S
VHT
(t)
Trong đó :
S
VHT
(t) : Công suất về hệ thống tại thời điểm t
S
C
(t) : Công suất về thanh góp điện áp cao tại thời điểm t
S
T
(t) : Công suất về thanh góp điện áp trung tại thời điểm t

S
ĐP
(t) : Công suất yêu cầu của phụ tải địa phơng tại thời điểm t
S
TD
(t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t
I. Chọn máy phát điện
Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 4ì50 MW = 200 MW.
Do đã biết số l
Do đã biết số l
ợng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau
ợng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau
:
:
+Công suất của mỗi bộ máy phát-máy biến áp không d
+Công suất của mỗi bộ máy phát-máy biến áp không d
ợc lớn hơn dự trữ quay của
ợc lớn hơn dự trữ quay của
hệ thống.
hệ thống.
+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn
+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức , dòng ngắn
mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm
mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm
thấp.
thấp.
+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh
+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh
vận hành nên chọn các máy phát điện
vận hành nên chọn các máy phát điện

cùng loại.
cùng loại.
Nhà máy điện gồm bốn máy phát, công suất mỗi máy là 50MW. Ta sẽ chọn các
máy phát cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5 KV.
Bảng tham số máy phát điện.
Loại máy
phát
Thông số định mức Điện kháng tơng đối
n
v/ph
S
MV
A
P
MW
U
KV
cos

I
KA
X
d
X
d
X
d
TB-50-2
3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84
II.Tính toán phụ tải

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của
2
các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P
max
và hệ số
cos
tb
của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải của các cấp điện áp theo
công suất biểu kiến nhờ công thức sau :

=
cos
t
P
t
S
với
max
P
100
P%
t
P
=
(1)
Trong đó :
S
t
: Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính
bằng MVA

P%: Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm
công suất cực đại
P
max
: Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW
cos : Hệ số công suất của từng phụ tải.
1.Công suất của toàn NM
Theo thiết kế công suất đặt của nhà máy là P
NM
=200 MW với cos=0,8.
Theo đầu bài cho bảng biến thiên công suất phát hàng ngày của nhà máy và áp
dụng công thức (1) ở trên ta có bảng kết quả tính toán nh sau :
t (h)
0 ữ 8 8 ữ 14 14 ữ 20 20 ữ 24
P% 80 100 90 80
P
NM(t)
(MW) 160 200 180 160
S
NM(t)
(MVA) 200 250 225 200
Từ bảng kết quả trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải của toàn nhà máy nh sau :
S
t(h)
250
200
2420
148
0
2.Phụ tải địa phơng

Phụ tải địa phơng của nhà máy có U
đm
=10 kV, P
10max
= 8 MW, cos
dp
=
0,89.
Để xác định đồ thị phụ tải địa phơng phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng
ngày đã cho và nhờ công thức :
3

=
cos
P
S
)t(
dp
)t(
dp
với
max)t(dp
P
100
%P
P
=
Kết quả tính đợc theo từng thời điểm t cho ở bảng sau :
t (giờ)
0 ữ 7 7 ữ 12 12 ữ 18 18 ữ 24

P
đp
(%) 70 80 100 70
P
đp(t)
(MW) 5,6 6,4 8 5,6
S
đp(t)
(MVA) 6,3 7,2 9 6,3
Từ đó ta vẽ đợc đồ thị phụ tải địa phơng nh sau :
2418
127
0
t(h)
S
6,3
8,99
3.Phụ tải phía trung áp
Phụ tải phía trung áp đã cho: U
đm
=110 KV; P
Tmax
= 60 MW và cos = 0,9.
Tính toán tong tự đợc kết quả trong từng thời điểm t nh sau :
t (giờ)
0 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 18 18 ữ 24
P
T
(%) 70 100 80 60
P

T(t)
(MW) 42 60 48 36
S
T(t)
(MVA) 46,67 66,67 53,33 40
4
66,67
46,67
S
t(h)
0
8 12
18 24
4. Phụ tải tự dùng của NMĐ
Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 7% công suất định mức của nhà máy
với cos
NM
= 0,85 đợc xác định theo công thức sau:
).
S
)t(S
6,04,0(S)t(S
dm
maxtdtd
ì+=
Với S
tdmax
=
td
.S

NM
=
5,16
85,0
200
.
100
7
=
MW
Trong đó :
S
td
(t): Phụ tải tự dùng nhà máy tại thời điểm t.
S
đm
: Công suất định mức của nhà máy MVA.
S(t): Phụ tải tổn tại thời điểm t theo bảng 1-2.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tự dùng nhà
máy theo thời gian nh bảng sau.
t(h) 0-8 8-14 14-20 20-24
S(t) MVA 200 250 225 200
S
td
(t) MVA 13,84 15,73 14,79 13,84
5
15,73
13,84
2420
148

0
t(h)
III. Cân bằng công suất trong NMĐ
Phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
S
NM
(t) = S
td
(t) + S
đp
(t) +S
T
(t) +S
HT
(t)+S
C
(t).
(ở đây S
C
(t) = 0, phía cao áp không có phụ tải )
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp.
S
HT
(t) = S
NM
(t) - [S
td
(t) + S
đp
(t)].

Từ đó ta lập đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy
nh bảng sau và dựa vào bảng sau ta vẽ đợc đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà
máy.
6
0
7 8 12 14 18 20 24
100
200
5
4
3
2
1
t(h)
Chú thích:
Đờng (1) là đờng phụ tải địa phơng.
Đờng (2) là đờng phụ tải tự dùng
Đờng (3) là đờng phụ tải phía trung áp.
Đờng (4) là đờng công suất về hệ thống.
Đờng (5) là đờng phụ tải toàn nhà máy.
* nhận xét
Tổng công suất định mức của hệ thống là 2350 MVA không kể nhà máy
thiết kế, dự trữ quay của HT bằng 8% tức là :S
dtquay
= 8%.2350 = 188 MVA.
Ta thấy giá trị này lớn hơn công suất cực đại của nhà máy lúc phát lên hệ
thống S
VHTmax
= 171,94 MVA, do đó phụ tải phía trung áp có thêm nguồn dự trữ.
Khi phía trung áp thiếu công suất thì có thể lấy từ hệ thống về.Với điều kiện phải

dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc. Nh vậy có thể tăng tính ổn định của hệ
thống.
Phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp.
Nhà máy thiết kế có 3 cấp điện áp :
7
t(h) 0-7 7-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
NM
(t) MVA 200 200 250 250 225 225 200
S
dp
(t) MVA 6,3 7,2 7,2 9 9 6,3 6,3
S
td
(t) MVA 13,84 13,84 15,73 15,73 14,79 14,79 13,84
S
T
(t) MVA 46,67 46,67 66,67 53,33 53,33 40 40
S
HT
(t) MVA 133,19 13,29 160,4 171, 94 147,88 163,91 139,86
Cấp điện áp máy phát : U
đm
= 10kV.
Cấp điện áp trung : U
đm
= 110kV.
Cấp điện áp cao : U
đm
= 220kV.

Phụ tải phía trung áp khá lớn do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải này
là rất quan trọng.
Chơng II.
nêu các phơng án và chọn máy
biến áp
I. nêu các phơng án
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong
quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định những đặc tính kinh tế và kỹ thuật
của nhà máy thiết kế. Vì vậy cần phải nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững
các số liệu ban đầu, dựa vào bảng cân bằng công suất và các nhận xét để đa ra
các phơng án nối dây có thể. Tất nhiên các phơng án đa ra phải đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật nhất định để có thể đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu
thụ,phải khác nhau về cách ghép nối máy biến áp với các cấp điện áp và làm tăng
độ ổn định của hệ thống.
Mạng cao áp và trung áp có trung tính trực tiếp nối đất, về nguyên tắc có thể
dùng máy biến áp 3 dây quấn làm máy biến áp liên lạc (MBALL). Song có lợi
hơn cả là dùng máy biến áp tự ngẫu (MBATN) làm MBALL. Vì khi đó ta có thể
tận dụng đợc khả năng truyền tải công suất từ trung áp sang cao áp. Nh vậy ta có
thể làm tăng tính linh hoạt của hệ thống. Mặt khác hệ số có lợi =0,5 nên ta chọn
2 máy biến áp tự ngẫu làm MBALL, nh vậy sơ đồ nối điện sẽ đơn giản và dễ vận
hành hơn. Số bộ máy phát máy biến áp 2 dây quấn nối vào thanh góp phía
điện áp trung có thể lớn hơn phụ tải cực tiểu của cấp điện áp này và làm tăng tổn
thất công suất ít hơn.
Phụ tải địa phơng cực đại của nhà máy S
dpmax
=9MVA và đợc lấy từ phía hạ áp của
2 MBATN (tức là đợc lấy từ đầu cực máy phát nối với MBATT). Nh vậy mỗi
máy phát cấp cho phụ tải địa phơng 4,5MVA chiếm xấp xỉ 9% công suất của 1
máy phát (nhỏ hơn 15% công suất của 1 may phát). Vậy không cần thanh góp ở
đầu cực máy phát.

Phụ tải máy phát co thể lấy từ đầu cực của mỗi máy phát.
Nh vậy ta có thể đề xuất 3 phơng án sau để lựa chọn :
1. Phơng án 1
8
Nhận xét:
Trong phơng án này chỉ dùng 3 loại máy biến áp. Bộ máy phát máy
biến áp 2 cuộn dây phía trung áp không có khả năng cung cấp đủ công suất cho
phụ tải trung áp trong trờng hợp cực đại. Khi đó phải lấy công suất từ phía hệ
thống hoặc từ phía hạ áp của MBALL gây ra tổn thất trong MBALL. Vì số lợng
máy phát, máy biến áp đặt bên phía cao áp nhiều nên chí phí đầu t có thể lớn.
2. Phơng án 2
Nhận xét:
Trong phơng án này chỉ phải chọn 2 loại máy biến áp là 1 loại MBATN và
1 loại MBA 2 cuộn dây. Số lợng thiết bị đặt bên phía cao áp ít, nên vốn đầu t sẽ
giảm hơn so với phơng án 1. Do có 2 bộ máy phát máy - biến áp 2 cuộn dây dặt
bên phía trung áp, chúng có khả năng cung cấp đủ công suất cho phía trung áp
trong trờng hợp phụ tải cực đại. Và phần công suất thừa đợc đa sang bên cao áp
và đa về hệ thống. Chế độ truyền tải từ trung áp sang cao áp đối với MBATN là
rât có lợi. Tất nhiên vẫn có tổn thất trong MBALL.
3. Phơng án 3
9
B1 B2
B3
B4
S
T
S
dp

HT

B4B1
B2
B3
S
T
S
dp
HT

B3 B4
B5
S
T
S
dp
HT

B6

B2

B1

Nhận xét:
Trong phơng án này phải chọn đến 3 loại máy biến áp, nh vậy vận hành sẽ

phức tạp. Số long thiết bị nhiều hơn 2 phơng án trên, mặt khác số thiết bị bên
phía cao áp cũng nhiều hơn 2 phơng án trên, dẫn đến chí phí tăng cao hơn. Cũng
nh ở phơng án 2, phía trung áp có 2 bộ máy phát máy - biến áp 2 cuộn dây dặt
bên phía trung áp, chúng có khả năng cung cấp đủ công suất cho phía trung áp
trong trờng hợp phụ tải cực đại. Và phần công suất thừa đợc đa sang bên cao áp
và đa về hệ thống. Chế độ truyền tải từ trung áp sang cao áp đối với MBATN là
rât có lợi. Tất nhiên vẫn có tổn thất trong MBALL nhng tổn thất trong MBALL ít
hơn.
* Kết luận:
Từ các phơng án đã đa ra, mỗi phơng án đều có nhng u nhợc điểm riêng
của nó. Trong các phơng án trên thì hai phơng án 1 và 2 đơn giản và dễ vận hành
hơn phơng án 3. Tuy nhiên hai phơng án đó vẫn đảm bảo đợc việc cung cấp điện
liên tục cho các phụ tải và thoả mãn đợc các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta giữ lại hai
phơng án 1 và 2 để tiếp tục tính toán và phân tích, lựu chọn để có thể đa ra phơng
án nối dây tối u nhất.
II. Chọn máy biến áp cho các phơng án
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công suất
của chúng rất lớn, bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện. Do
đó vốn đầu t cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn số lợng máy biến áp
ít, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ.
Công suất của các MBA đợc chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình
trạng làm việc bình thờng tơnag ứng với phi tải cực đại khi tất cả các MBA đều
làm việc.
Mặt khác khi có một MBA bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sữa chữa thì
các MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố phải tải đủ công suất cần thiết đảm
bảo cho việc cung cấp liên tục cho các phi tải và hệ thống.
Ii.1. Phơng án 1
10
B1 B2
B3

B4
S
T
S
dp

HT

1. Chọn công suất cho các MBA
a. Chọn MBA nối bộ B
1
và B
4
Bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây phải thoả mãn điều kiện:
S
đmB
S
đmF
S
đmF
= 62,5MVA
Trong đó:
S
đmF
là công suât định mức của máy phát
S
đmB
là công suât định mức của máy MBA phải chọn

Máy biến áp đã chọn có mã hiệu là TDH-6300/110 và TDH-6300/230 tham số
cho trong bảng sau:
Máy biến áp B
4
:
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
63 115 10,5 59 260 10,5 0,65
Máy biến áp B
3

:
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
63 230 11 82 300 12 0,8
b. Máy biến áp liên lạc
Với các nhận xét nh trên, ta chọn MBATN làm MBALL.Công suất của
MBATN đợc chọn t heo điều kiện sau.
+ Điều kiện chọn : S
TN1,TN2đm

1
max
thua
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu
0,5
220
110220
U
UU
C
TC
=

=

=

max
thua
S
là công suất tính toán (công suất tải qua cuộn hạ áp của MBATN)
max
thua
S
=S
dmF
-

2
1
S
dp
-
4
1
max
td
S
11
= 62,5
2
1
6,3
4
1
15,73
= 51,485 MVA
do đó : S
TN1,TN2đm

485,51
5,0
1
=102,97 MVA
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại : ATTH-125 có
các thông số kỹ thuật nh
các thông số kỹ thuật nh
bảng sau :

bảng sau :
S
đm
M
VA
Điện áp cuộn dây
KV
U
N
%
P
0
KW
P
N
%
I
0
% Giá
10
6

VNĐ
U
C
U
T
U
H
C-T C-H T-H C-T C-H T-H

125 230 121 11 11 31 19 85 - 290 - 0,5
2. Phân bố công suất cho các MBA khi làm việc bình thờng
a. Máy biến áp hai cuộn dây B
3
và B
4
Để đảm bảo vân hành đợc dễ dàng ta cho MBA B
3
làm việc với đồ thị phụ
tải bằng phẳng cả năm nh sau.
S
B3
= S
B4
= S
dm
-
n
1
max
td
S
= 62,5
4
73,15
= 58,57MVA
Đồ thị phụ tải của MBA 2 cuộn dây nh sau :
b. Máy biến áp tự ngẫu
Phân bố công suất trong mba tự ngẫu là phân bố công suất cho các phía
cao, trung, phía hạ áp.

Công suất qua phía trung áp :
Công suất qua phía cao :
Công suất qua cuộn hạ : S
CH1
= S
CH2
= S
CC2
+ S
CT1
= S
CC2
+ S
CT2
12
0
24
58,57
t (h)
S(MVA)
)(
2
1
321 BVHTCCCC
SSSS
==
( )
421
2
1

SSSS
TCTCT
==
Ta tính cho các thời điểm ta đợc kết quả ở bảng sau.
t (giờ)
0 ữ 7 7 ữ8 8 ữ 12 12 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ24
S
Bộ
58,57 58,57 58,57 58,57 58,57 58,57 58,57
S
CC
37,31 36,86 50,915 56,685 44,655 52,67 40,645
S
CT
-5,95 -5,95 4,05 -2,62 -2,62 -9,285 -9,285
S
CH
31,36 30,91 54,965 54,065 42,035 43,385 31,36
Dấu - chứng tỏ công suất đi từ phía thanh góp trung áp 110KV sang thanh
góp 220KV để bổ xung lợng công suất về hệ thống.
Qua bảng phân bố công suất ta nhận thấy :
S
CCmax
=56,685MVA<S
dmB
=125MVA
S
CTmax
=9,285MVA< S
dmB

=0,5.125=62,5MVA
S
CHmax
=54,965MVA<S
dmB
=62,5MVA
Ta thấy lúc làm việc bình thờng các MBA đều không bị quá tải.
3. Kiểm tra quá tải của máy biến áp
a.Các máy biến áp bộ B
3
và B
4
Vì 2 MBA này đã đợc chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của
máy phát điện. Đồng thời từ 0-24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng
phẳng nh đã trình bày nh phần trớc, nên đối với 2 máy biến áp này ta không cần
kiểm tra quá tải.
b.Các máy biến áp bộ B
1
và B
2
* Quá tải thờng xuyên: Công suất định mức của B
1
và B
2
đã dợc chọn lớn hơn
công suất thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thờng xuyên.
* Quá tải sự cố:
Sự cố 1: Giả thiết máy biến áp B
4
bị sự cố vào lúc phụ tải trung áp lớn nhất.

max
T
S
=66,67MV
S
dp
=15,73MVA
S
VHT
=160,4MVA
Lúc xảy ra sự cố, máy biến áp B
1
lam việc với công suất bộ là 58,57MVA và
công suất của MF2 và MF3 đợc tải qua MBALL.
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
2..K
qtsc
.S
dmB1

max
T
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu( =0,5).
K
qtsc
Hệ số quá tải sự cố (K
qtsc
=1,4).

13
Thay số vào ta có:
2.0,5.1,4.125=175MVA>66,67MVA
Vậy điều kiện trên luôn đợc thoả mãn.MBATN không bị quá tải khi sự cố B
4
.
* Phân bố công suất khi có sự cố B
4
nh sau:
Cuộn trung của B
1
(B
2
) phải tải sang thanh góp 110KV .
S
TB1
=
2
maxT
S
=
2
67,66
=33,33MVA
Cuộn hạ của B
1
(B
2
) phải tải một lợng công suất là .
S

CH
=
max
thua
S
=S
dmF
-
2
1
S
dp
-
4
1
max
td
S
= 58,57-
2
1
.7,2-
4
1
15,73 =54,97MVA
Công suất của cuộn cao áp của MBATN truyền về hệ thống là.
S
CC
=S
CH

-S
CT
=54,97-33,33 = 21,64MVA.
Lợng công suất của nhà máy phát vào hệ thống là:
S=S
B1
+2.S
CC
=58,57+2.21,64=101,85MVA
Công suất thiếu của hệ thống.
S
thiếu
=
max
VHT
S
-S
cc
= 160,4-101,85 =58,55MVA
Nh vậy, khi có sự cố xảy ra thì nhà máy cung cấp cho hệ thống thiếu một lợng so
với lúc bình thờng là S
thiếu
= 58,55MVA<S
dtq
=188MVA, nên MBA đã chọn thoả
mãn điều kiện sự cố.
Sự cố 2: Giả thiêt sự cố một MBA B
3
(hoặc B
2

). Trong trờng hợp này kiểm tra
điều kiện quá tải của B
2
, còn B
3
và B
4
vẫn hoạt động bình thờng.
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
.K
qtsc
.S
dmB1
+S
B4

max
T
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu( =0,5).
K
qtsc
Hệ số quá tải sự cố (K
qtsc
=1,4).
S
B4
, S
B3

là công suất MBA bộ làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng
cả năm (S
B4
=S
B3
= 58,57MVA).
Ta có:
0,5.1,4.125+58,57=146,07MVA>66,67MVA
Điều kiện trên luôn thoả mãn.Máy biến áp B
2
không bị quá tải.
Khi sự cố B
3
thì ta coi nh hai MBA bộ vẫn làm việc bình thờng cung cấp cho
thanh cái trung áp và cao áp là: S
bộ
=57,58MVA.
Cuộn trung của B
1
(B
2
) phải tải sang thanh góp 220KV .
S
TB1
=
4max BT
SS

=
57,5867,66

=8,1MVA
Cuộn hạ của B
1
(B
2
) phải tải một lợng công suất là .
S
CH
=
max
thua
S
=S
dmF
- S
dp
-
4
1
max
td
S
= 58,57-7,2-
4
1
15,73 =51,37MVA
Công suất của cuộn cao áp của MBATN truyền về hệ thống là.
S
CC

=S
CH
-S
CT
=51,37+8,1 = 43,27MVA.
Công suất thừa từ bên trung áp về hệ thống.
14
S
thừa
=
max
VHT
S
-S
cc
-S
B1
= 160,4-43,27-58,57=58,56MVA
Nh vậy, khi có sự cố xảy ra thì nhà máy cung cấp cho hệ thống một lợng công
suất là S = 58,56MVA<S
dtq
=188MVA, nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự
cố.
Ii.2. Phơng án 2
2.1. Chọn công suất cho các MBA
a. Chọn MBA nối bộ B3 và B4
Bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây phải thoả mãn điều kiện:
S
đmB
S

đmF
S
đmF
= 62,5MVA
Trong đó:
S
đmF
là công suât định mức của máy phát
S
đmB
là công suât định mức của máy MBA phải chọn
Máy biến áp đã chọn có mã hiệu là TDH-6300/110 và tham số cho trong bảng
sau:
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P
N
(Kw)

U
N
% I
O
%
63 115 10,5 59 260 10,5 0,65
b. Máy biến áp liên lạc
Với các nhận xét nh trên, ta chọn MBATN làm MBALL.Công suất của
MBATN đợc chọn t heo điều kiện sau.
+ Điều kiện chọn : S
TN1,TN2đm

1
max
thua
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu
0,5
220
110220
U
UU
C
TC
=

=

=

max
thua
S
là công suất tính toán (công suất tải qua cuộn hạ áp của MBATN)
15
B4B1
B2
B3
S
T
S
dp
HT

max
thua
S
=S
dmF
-
2
1
S
dp
-
4

1
max
td
S
= 62,5
2
1
6,3
4
1
15,73 = 51,485 MVA
do đó : S
TN1,TN2đm

485,51
5,0
1
=102,97 MVA
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại : ATTH-125 có
các thông số kỹ thuật nh
các thông số kỹ thuật nh
bảng sau :
bảng sau :
S
đm
M
VA
Điện áp cuộn dây
KV
U

N
%
P
0
KW
P
N
%
I
0
% Giá
10
6

VNĐ
U
C
U
T
U
H
C-T C-H T-H C-T C-H T-H
125 230 121 11 11 31 19 85 - 290 - 0,5
2.2. Phân bố công suất cho các MBA khi làm việc bình thờng
a. Máy biến áp hai cuộn dây B
3
và B
4
Để đảm bảo vân hành đợc dễ dàng ta cho MBA B
3

làm việc với đồ thị phụ
tải bằng phẳng cả năm nh sau.
S
B3
= S
B4
= S
dm
-
n
1
max
td
S
= 62,5
4
73,15
= 58,57MVA
Đồ thị phụ tải của MBA 2 cuộn dây nh sau :
b. Máy biến áp tự ngẫu
Phân bố công suất trong mba tự ngẫu là phân bố công suất cho các phía
cao, trung, phía hạ áp.
Công suất qua phía trung áp :
Công suất qua phía cao :
Công suất qua cuộn hạ : S
CH1
= S
CH2
= S
CC2

+ S
CT1
= S
CC2
+ S
CT2
16
0
24
58,57
t (h)
S(MVA)
VHTCCCC
SSS
2
1
21
==
( )
4321
2
1
SSSSS
BTCTCT
==
Ta tính cho các thời điểm ta đợc kết quả ở bảng sau.
t (giờ)
0 ữ 7 7 ữ8 8 ữ 12 12 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ24
S
Bộ

58,57 58,57 58,57 58,57 58,57 58,57 58,57
S
CC
66,595 66,145 80,2 85,97 73,94 81,955 69,93
S
CT
-35,235 -35,235 -25,235 -31,905 -31,905 -38,57 -38,57
S
CH
31,36 30,91 54,965 54,065 42,035 43,385 31,36
Dấu - chứng tỏ công suất đi từ phía thanh góp trung áp 110KV sang thanh
góp 220KV để bổ xung lợng công suất về hệ thống.
Qua bảng phân bố công suất ta nhận thấy :
S
CCmax
=81,955MVA<S
dmB
=125MVA
S
CTmax
=38,57MVA< S
dmB
=0,5.125=62,5MVA
S
CHmax
=54,965MVA<S
dmB
=62,5MVA
Ta thấy lúc làm việc bình thờng các MBA đều không bị quá tải.
2.3. Kiểm tra quá tải của máy biến áp

a.Các máy biến áp bộ B
3
và B
4
Vì 2 MBA này đã đợc chọn lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của
máy phát điện. Đồng thời từ 0-24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng
phẳng nh đã trình bày nh phần trớc, nên đối với 2 máy biến áp này ta không cần
kiểm tra quá tải.
b.Các máy biến áp bộ B
1
và B
2
* Quá tải thờng xuyên: Công suất định mức của B
1
và B
2
đã dợc chọn lớn hơn
công suất thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thờng xuyên.
* Quá tải sự cố:
Sự cố 1: Giả thiết máy biến áp B
3
bị sự cố vào lúc phụ tải trung áp lớn nhất.
max
T
S
=66,67MV
S
dp
=15,73MVA
S

VHT
=160,4MVA
Lúc xảy ra sự cố, máy biến áp B
4
lam việc với công suất bộ là 58,57MVA và
công suất của MF1 và MF2 đợc tải qua MBALL.
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
2..K
qtsc
.S
dmB1
+S
B4

max
T
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu( =0,5).
K
qtsc
Hệ số quá tải sự cố (K
qtsc
=1,4).
Thay số vào ta có:
2.0,5.1,4.125+58,57=233,57>66,67MVA
Vậy điều kiện trên luôn đợc thoả mãn.
* Phân bố công suất khi có sự cố B
3
hoặc B

4
nh sau:
17
Cuộn trung của B
1
(B
2
) phải tải sang thanh góp 110KV .
S
TB1
=
2
4max BT
SS

=
2
57,5867,66

=4,05MVA
Cuộn hạ của B
1
(B
2
) phải tải một lợng công suất là .
S
CH
=
max
thua

S
=S
dmF
-
2
1
S
dp
-
4
1
max
td
S
= 58,57-
2
1
.6,3-
4
1
15,73 =51,485MVA
Công suất của cuộn cao áp của MBATN truyền về hệ thống là.
S
CC
=S
CH
-S
CT
=51,485-4,05 = 47,435MVA.
Công suất thiếu của hệ thống.

S
thiếu
=
max
VHT
S
-S
cc
= 160,4-2.47,435=65,53MVA
Nh vậy, khi có sự cố xảy ra thì nhà máy cung cấp cho hệ thống thiếu một lợng so
với lúc bình thờng là S
thiếu
= 65,53MVA<S
dtq
=188MVA, nên MBA đã chọn thoả
mãn điều kiện sự cố.
Sự cố 2: Giả thiêt sự cố một MBA B
1
(hoặc B
2
). Trong trờng hợp này kiểm
tra điều kiện quá tải của B
2
, còn B
3
và B
4
vẫn hoạt động bình thờng.
Điều kiện kiểm tra sự cố nh sau:
.K

qtsc
.S
dmB1
+S
B4
+S
B3

max
T
S
Trong đó:
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu( =0,5).
K
qtsc
Hệ số quá tải sự cố (K
qtsc
=1,4).
S
B4
, S
B3
là công suất MBA bộ làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng
cả năm (S
B4
=S
B3
= 58,57MVA).
Điều kiện trên luôn thoả mãn, vì S
B4

+S
B3

max
T
S
=66,67MVA.
Khi sự cố B
1
thì ta coi nh hai MBA bộ bên phía trong áp vẫn làm việc bình thờng
cung cấp cho thanh cái trung áp là: S
bộ
=2.S
3
=2.57,58 = 117,14MVA.
Cuộn trung của B
1
(B
2
) phải tải sang thanh góp 220KV .
S
TB1
=
43max BBT
SSS

=
14,11767,66

=-50,47MVA

Cuộn hạ của B
1
(B
2
) phải tải một lợng công suất là .
S
CH
=
max
thua
S
=S
dmF
- S
dp
-
4
1
max
td
S
= 58,57-7,2-
4
1
15,73 =51,37MVA
Công suất của cuộn cao áp của MBATN truyền về hệ thống là.
S
CC
=S
CH

-S
CT
=51,37+50,47 = 101,84MVA.
Công suất thừa từ bên trung áp về hệ thống.
S
thừa
=
max
VHT
S
-S
cc
= 160,4-101,84=58,56MVA
Nh vậy, khi có sự cố xảy ra thì nhà máy cung cấp cho hệ thống một lợng công
suất là S = 58,56MVA<S
dtq
=188MVA, nên MBA đã chọn thoả mãn điều kiện sự
cố.
Đối với trờng hợp phụ tải cực tiểu:
Trờng hợp S
Tmin
=40MVA, giả thiết khi B
1
bị sự cố thì hai MBA bộ vẫn
cung cấp đủ công suất cho phía trung áp.Phần công suất thừa đợc tải qua phía cao
18
áp (S
thừa
=2.58,57-40=75,14MVA).
Khi B

3
bị sự cố thì B
4
vẫn cung cấp đủ công suất cho phía trung áp.Phần công
suất thừa còn lại đơc đa sang phía cao áp (S
thừa
=58,57-40=18,57MVA).
Vậy trong trờng hợp phụ tải phía trung áp cực tiểu, Nừu có một MBA bất kỳ bị sự
cố thì MBATN không bị quá tải, nhà máy vẫn đủ khả năng cung cấp điện cho các
phụ tải và hệ thống.
IIi. Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA
Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm hai phần là :
+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào công suất phụ tải và bằng tổn thất
không tải của máy biến áp.
+ Tổn thất đồng phụ thuộc vào công suất phụ tải, khi phụ tải bằng
công suất định mức của máy biến áp thì tổn thất đồng bằng tổn thất
ngắn mạch.
* Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây trong
một năm :
Trong đó:
S
dmB
: Công suất định mức của máy biến áp
S
bộ
: Công suất qua máy biến áp
P
0
: Tổn thất công suất không tải
P

N
: Tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp
Với MBA loại TDH-63000/110 tổn thất điện năng đợc tính nh sau:
A=59.8760+260
8760.
63
57,58
2

=2485391,6KW
Với MBA loại TDH-63000/230 tổn thất điện năng đợc tính nh sau:
A=82.8760+300
8760.
63
57,58
2

= 2989725,7KW
Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu :
Với P

NC
, P
NT
, P
NH
là tổn thất công suất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp
cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu.
Ta có:
19
.t
S
S
P.TP.A
2
dmB
bo
N0

+=

=

+

+

+=
24
1i
i
2
dmB
CH
NH
2
dmB
iT
NT
2
dmB
iC
NC0TN
.t
S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P365..tPA

+=
2

TH
N
P
CH
N
P
CT
N
P
2
1
NC
P

+
=
CT
N
P
2

TH
N
P
CH
N
P
2
1
NH
P

+=
2

CH
N
P
CT
N
P
2

TH
N
P
2
1
NT
P
= 0,5 là hệ số lợi dụng của máy biến áp tự ngẫu.
Theo thông số của máy biến áp tự ngẫu P
CH
=290KW, P
CC
= P
CT
= 0.
t-thời gian của một năm. t=8760h.

1. Phơng án 1
Máy biến áp B
1
và B
4
luôn cho làm việc với công suất truyền tải là S
Bô
=
58,57MVA trong cả năm.
Ta có:
A = P
0
.T+P
N
2

dmB
B
S
S
.T
*Tổn thất điện năng trong máy biến áp B
1

:
A
B1
=82.8760+300
8760.
63
57,58
2

= 2989725,7KW
*Tổn thất điện năng trong máy biến áp B
4
:
A
B4
=59.8760+260
8760.
63
57,58
2

=2485391,6KW
*Tổn thất điện năng trong máy biến áp B
2
và B
3
:
Ta có tổn thất công suất ngắn mạch trong từng cuộn dây của máy biến áp
tự ngẫu nh sau:
P
NC
=P
NH
=580KW
P
NT
= -580KW
Thay các giá trị trên vào công thức sau:
A
TN
= 85.8760 + 365(1782,92 -33,68 +1504,71) = 1932291,75KW.
A
TN
=A
B2
=A
B3
.
Nh vậy tổng tổn thất điện năng trong một năm của các máy biến áp là:
A= A

B1
+A
B2
+A
B3
+A
B4
= 9339700,79KW.
2. Phơng án 2
Máy biến áp B
1
và B
4
luôn cho làm việc với công suất truyền tải là S
Bô
=
58,57MVA trong cả năm.
Ta có:
A = P
0
.T+P
N
2

dmB
B
S
S
.T
*Tổn thất điện năng trong máy biến áp B
3
và B
4
:
20

=

+

+

+=
24
1i
i
2
dmB
CH
NH
2
dmB
iT
NT

2
dmB
iC
NC0TN
.t
S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P365..tPA
A
B4
=A
B3
=59.8760+260
8760.
63
57,58
2

=2485391,6KW

*Tổn thất điện năng trong máy biến áp B
2
và B
3
:
Ta có tổn thất công suất ngắn mạch trong từng cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu
nh sau:
P
NC
=P
NH
=580KW
P
NT
= -580KW
Tổn thất trong MBATN là:
A
TN
= 85.8760 + 365(4855 1021,27 + 1504,71) = 2723126,95KW.
Nh vậy tổng tổn thất điện năng trong một năm của các máy biến áp là:
A = A
B1
+A
B2
+A
B3
+A
B4
= 2.2485391,6 + 2.2723126,95
= 10417037,1 KW.

Chơng IIi.
Tính DòNG ĐIệN NGắN MạCH
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây
dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn
mạch.
Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần
chọn 1 chế độ làm việc nặng nề nhất nhng phải phù hợp với điều kiện làm việc
thực tế. Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3
pha.
Khi tính toán ngắn mạch ta phải sử dụng phơng pháp đờng cong tính toán vì nó
có sai số từ 5-10% so thực tế. Ta coi các máy phát điện không có cuộn cản.
Chọn các đại lợng cơ bản.
S
cb
= 108MVA
U
cb
= U
tb
Trong đó U
tb
là điện áp trung bình các cấp (230KV; 115KV;10,5KV).
Từ đó ta xác định đợc:
I
cb
=
dm
cb
U
S

3
I. Phơng án 1
1. Chọn điểm ngắn mạch
Sơ đồ xác định các điểm ngắn mạch cần tính cho trên hìng vẽ.Mạch điện áp
110KV và 220KV thờng chỉ chọn một loại máy cắt điện và dao cách ly, nên ta
chỉ tính toán ngắn mạch ở một điểm cho từng cấp điện áp.Dựa vào việc tính toán
điểm ngắn mạch đó để chọn khí cụ điện cho từng cấp điện áp. Để xác định điểm
ngắn mạch ta căn cứ vào điều kiện thực tế có thể xảy ra sự cố nặng nề nhất.
Sơ đồ nối điện và các điểm ngắn mạch tính toán :
21
22
B1
B2
B3
B4
S
T
S
UF
HT
∼
∼
∼ ∼
N3
N2
N1
N4 N5
S¬ ®å thay thÕ :
2.TÝnh dßng ng¾n m¹ch theo tõng ®iÓm
23

§iÖn kh¸ng cña hÖ thèng ®iÖn :
x
1
= x
HT
=
N
cb
S
S
=
2500
180
= 0,072
§iÖn kh¸ng cña ®êng d©y kÐp cña ®êng d©y kÐp 220KV nèi NM víi HT cã chiÒu
dµi lµ l=125Km :
x
2
= x
D
=
2
1
.x
o
.l.
2
cb
cb
U

S
=
2
1
.0,4.125.
2
230
180
= 0,085
§iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t ®iÖn :
x
F
= x
’’
d
.
dmF
cb
S
S
= 0,135.
62,5
180
= 0,389
x
7
= x
8
= x
9

= x
10
= x
D
=0,389
§iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y :
x
B
=
dmB
cbN
S
S
.
100
%u
x
11
=
220
B
x
=
63
180
.
100
12
= 0,343
x

12
=
110
B
x
=
63
180
.
100
5,10
= 0,3
§iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ba pha :
Do U
N
% ≥ 25% nªn ta bá qua hÖ sè α
Ta cã:
+ §iÖn kh¸ng cuén cao ¸p:
X
C
=
( )
dmF
cb
HNTHNCTNC
S
S
.UUU
200
1

−−−
−+
=
( )
125
180
.193111
200
1
−+
= 0,1615
+ §iÖn kh¸ng cuén trung ¸p
X
T
=
( )
dmB
cb
HNTHNCTNC
S
S
.UUU
200
1
−−−
−+
=
( )
125
180

.311911
200
1
−+
= -0,01 ≈ 0
+ §iÖn kh¸ng cuén h¹ ¸p
X
H
=
( )
dmB
cb
HNTHNCTNC
S
S
.UUU
200
1
−−−
−+
=
( )
125
180
.111931
200
1
−+
= 0,281
VËy ta cã :

x
3
= x
4
= 0,1615
x
5
= x
6
=0,281
a.TÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N
1
C¸c s¬ ®å biÕn ®æi t¬ng ®¬ng nh sau:
C¸c bíc biÕn ®æi c¸c ®iÖn kh¸ng t¬ng ®¬ng :
24
X
13
= X
1
+ X
2
= 0,157
X
14
= X
11
+ X
7
= 0,732
X