Đồ án môn học Phần Điện trong nhà máy điện và trạm biến áp

Tr ng i H c Bách Khoa Hà N iườ Đạ ọ ộ
Khoa Điện
Bộ môn Hệ Thống Điện
o0o


Đồ án môn học : Phần điện trong
nhà máy điện & trạm biến áp
Giáo viên hướng dẫn : PGS-TS Phạm Văn Hoà


Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
L i núi u
Nh mỏy in v trm bin ỏp l cỏc khõu ch yu trong H Thng in . Do vy
mi sinh viờn ngnh H Thng in cn hiu rừ c nhim v , chc nng , cu to v
nguyờn lý vn hnh ca chỳng. Mụn hc Phn in trong nh mỏy in v trm bin
ỏp ó cho sinh viờn cú nhng kin thc c bn nht ,tng quan nht . Tuy vy , ú ch
l phn lý thuyt v s tht l khú khn cho mi sinh viờn khi ra trng khụng bit cỏch
vn dng c nhng kin thc ó hc ca mụn hc vo thc t.
ỏn mụn hc Phn in trong nh mỏy in v trm bin ỏp ó gii quyt vn
ú . Qua nhim v thit k sinh viờn s bit cỏch ỏp dng nhng kin thc ó hc ,
nhng cụng thc ,tớnh toỏn mt cỏch thnh tho.Khụng ch n gin l nhng kin thc
ca mụn Phn in trong nh mỏy in v trm bin ỏp m khi lm ỏn ,sinh viờn
cú dp ụn li kin thc ca nhiu mụn hc c bn nh : Ngn mch , cao ỏp , li in ,
bo v Rle
Trong thi gian lm ỏn vi s c gng ht sc ca bn thõn, c s giỳp tn
tỡnh ca cỏc thy cụ ca b mụn. c bit l s giỳp v hng dn tn tỡnh ca PGS
- TS Phm Vn Ho ó giỳp em hon thnh bn ỏn. Vỡ thi gian cú hn, vi kin
thc cũn hn ch do vy bn ỏn ca em khụng trỏnh nhng thiu sút. Vỡ vy em rt
mong nhn c s gúp ý b xung ca cỏc thy cụ giỏo ỏn ca em ngy cng
hon thin hn.

Em xi
Mt ln na em xin chõn th nh c m n !

M c l c
Li núi u 1
Mc lc 2
Chng 1: Tớnh toỏn ph ti v cõn bng cụng sut
1.1. Chn mỏy phỏt in . 4
1.2. Tớnh toỏn ph ti cỏc cp in ỏp 5
1.3. Cõn bng cụng sut ton nh mỏy 5
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
2
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
1.4. Nhn xột 6
Chng 2: La chn s ni in ca nh mỏy
2.1. sut cỏc phng ỏn.7
2.2. La chn MBA cho cỏc phng ỏn.10
2.3. Phõn b ph ti cho cỏc MBA.14
2.4. Kim tra kh nng quỏ ti ca cỏc MBA. 10
2.5. Tớnh tn tht in nng trong MBA. 10
2.6. Tớnh dũng in cng bc 23
Chng 3: Tớnh dũng in ngn mch
3.1. Phng ỏn 1.20
3.2. Phng ỏn 2 22
Chng 4: Tớnh toỏn ch tiờu Kinh t K thut
La chn phng ỏn ti u
4.1. Chn mỏy ct v dao cỏch ly cho tng phng ỏn .25
4.2. La chn s thit b phõn phi 26
4.3. Tớnh toỏn kinh t k thut .50
Chng 5: Chn khớ c in v dõy dn

5.1. Chn thanh dn cng . 27
5.2. Chn thanh dn mm .31
Chng 6: S ni in v thit b t dựng
6.1. Chn MBA t dựng cp 1 44
6.2. Chn MBA d tr cp 1 . 45
6.3. Chn MBA t dựng cp 2 47
6.4. Chn mỏy ct phớa mch 6,3 kV .60
6.5. Chn ỏptụmỏt cho ph ti t dựng cp 0,4 kV 70
Ch ng 1 : tớnh toỏn ph t I v cõn b ng cụng su t

Ti mi thi im in nng do nh mỏy phỏt ra ph i cõn bng vi in nng tiờu
th ca ph ti k c cỏc tn tht ca ph ti.Trong thc t in nng tiờu th ti cỏc
h dựng in luụn thay i, vỡ th vic tỡm c th ph ti l r t quan trng i
vi vic thit k v v n h nh.
Da vo th ph ti ta cú th chn c phng ỏn ni in hp lý, m bo cỏc
ch tiờu kinh t k thut. th ph ti cũn cho ta chn ỳng cụng sut ca cỏc mỏy bin
ỏp (MBA) v phõn b ti u cụng sut gia cỏc t mỏy vi nhau v gia cỏc nh mỏy
in vi nhau.
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
3
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
1.1. Ch n mỏy phỏt i n.
Theo yờu cu thit k nh mỏy cú tng cụng sut 4ì60 MW = 240 MW.
Chn 4 mỏy phỏt in kiu TB-60-2 cú cỏc thụng s nh bng 1-1 sau:
Bng 1-1
S
m
(MW) P
m
(MW) U

m
(KV) I
m
(KA)
COS
m
X
d

X
d

X
d
75 60 10,5 4,125 0,8 0,146 0,22 1,691
1.2. Tớnh toỏn ph ti cỏc cp in ỏp.
Trong nhim v thit k ó cho th ph ti ca nh mỏy v th ph ti ca cỏc
cp in ỏp di dng bng theo phn trm cụng sut tỏc dng P
max
v h s cos
tb
ca tng ph ti tng ng t ú ta tớnh c ph ti ca cỏc cp in ỏp theo cụng
sut biu kin nh cụng thc sau :
TB
t
t
Cos
P
S

=
(1.1) vi :
100
P%.p
P
max
t
=
.
Trong ú: S(t) : l cụng sut biu kin ca ph ti ti thi im t (MVA).
cos
TB
: l h s cụng sut trung bỡnh ca tng ph ti.
P% :Cụng sut tỏc dng ti thi im t tớnh bng phn trm cụng sut cc
i.
P
max
: Cụng sut ca ph ti cc i tớnh bng, MW.
1.2.1. Ph ti cp in ỏp mỏy phỏt :
Theo thit k : P
max
= 20 MW vi cos = 0,85 . ỏp dng cụng thc (1.1).Ta cú :
Bng 1.2
T(h) 0 - 8 8-12 12-14 14-16 16-18 18-22 22-24
P % 80 70 80 90 100 90 80
P(t) MW 16 14 16 18 20 18 16
S(t) MW 18,82 16,47 18,82 21,18 23,53 21,18 18,82
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
4
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA

1.2.2. Ph ti cp in ỏp trung (110 kV) :
Vi P
max
= 80 MW vi cos = 0,88 tng t ta cú bng kt qu v th sau :
Bng 1.3
T(h) 0 - 6 6-10 10-14 14-16 16-20 20-24
P % 90 80 90 100 90 80
P(t) MW 72 64 72 80 72 64
S(t) MW 81,82 72,73 81,82 90,91 81,82 72,73
1.2.3. Cụng sut phỏt ca ton nh mỏy
Nh mỏy gm 4 t mỏy cú: P
m
= 60 MW, cos
m
= 0,8 do ú
.75
8,0
60
cos
MVA
P
S
dm
dm
dm
===

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
- th ph ti cp in ỏp mỏy phỏt-
- th ph ti cp in ỏp trung-

5
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
Tng cụng sut t ca ton nh mỏy l:
P
NMm
= 4ìP
m
= 4 ì 60 = 240 MW S
NMm
= 300 MW.
T ú ta cú phõn b cụng sut theo thi gian v th :
Bng 1.3
T(h) 0 - 10 10-14 14-18 18-22 22-24
P % 80 90 100 90 80
P(t) MW 192 216 240 216 192
S(t) MW 240 270 300 270 240

1.2.4. Cụng sut t dựng ca nh mỏy :
Cụng sut t dựng ca ton nh mỏy c xỏc nh theo cụng thc sau :
MVA
P
S
NM
TD


cos
*
100
=

(1.2)
Trong ú : S
TD
: cụng sut t dựng ca nh mỏy
: phn trm lng in t dung
P
t
: Cng sut NM pht ra ti thi im t
Da vo bng kt qu (1.3) v cng thc (1.2) ta cỳ kt qu sau :

Bng 1.4
T(h) 0 - 10 10-14 14-18 18-22 22-24
P(t) MW 192 216 240 216 192
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
- th ph ti ton nh mỏy-
6
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
S(td) MW 18,5 20,82 23,13 20,82 18,5
1.3. Cõn bng cụng sut ton nh mỏy
Phng trỡnh cõn bng cụng sut ton nh mỏy:
MVASSSSSSS
HTTDuCuTuNM
+++++=
f
Ta b qua tn tht S(t) trong mỏy bin ỏp v S
uC
= 0

MVASSSS
TDuTuNM

)(S
fHT
++=
T ú ta lp c kt qu tớnh toỏn ph ti v cõn bng cụng sut ton nh mỏy nh
sau :
T(h) 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
NM
240 240 240 270 270 300 300 270 270 240
S
uf
18,82 18,82 16,47 16,47 18,82 21,18 23,53 21,18 21,18 18,82
S
uT
81,82 72,73 72,73 81,82 81,82 90,91 81,82 81,82 72,73 72,73
S
TD
18,5 18,5 18,5 20,82 20,82 23,13 23,13 20,82 20,82 18,5
S
HT
120,8
5
129,94 132,3 150,89 148,54 164,78 171,52 146,2 155,3 129,9
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
- th cụng sut t dựng ca nh mỏy-
7
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
1.4. Nhận xét :
 Tình tr ạ ng ph ụ t ả i ở các c ấ p đ i ệ n áp.
 Ta thấy phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp. ở cấp điện áp máy

phát phụ tải P
max
= 20MW khỏ nhỏ so với công suất một máy phát P = 60 MW
 Phụ tải cấp điện áp trung : P
max
= 80MW, tương đối lớn
 Phụ tải cấp điện áp cao không có.
 Dự trữ của hệ thống
 Ta có dự trữ của hệ thống S = 100MVA, lớn hơn so với công suất một máy
phát.
 Công suất của hệ thông lớn S
HT
= 2000MVA.Với công suất của hệ thống lớn
như vậy thì nhà máy không có vai trò thực sự quan trọng .
 Điện áp.
Nhà máy thiết kế chỉ có các cấp điện áp là:
 Cấp điện áp máy phát U
đm
= 10,5 KV.
 Cấp điện áp trung có U
đm
= 110KV.
 Không có cấp điện áp cao :220KV(nối hệ thống)

Chương 2 : lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
8
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
2.1. Đề suất các phương án :
Lựa chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng

trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích
kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật .
Cơ sở để để xác định các phương án có thể là số lượng và công suất máy phát điện ,
công suất hệ thống điện , sơ đồ lưới và phụ tải tương ứng , trình tự xây dựng nhà máy
điện và lưới điện
• Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi tổ
máy là 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp sau:
 Phụ tải địa phương ở cấp điện áp 10 kV có:
S
đp max
= 23,53 MVA
S
đp min


= 16,47 MVA
 Phụ tải cấp điện áp 110 kV có:
S
110 max
= 90,91 MVA
S
110 min
= 72.73 MVA
 Đưa về hệ thống ở cấp điện áp 220kV
S
220 max
= 171,52 MVA
S
220 min
= 120,85 MVA

Công suất dự phòng của hệ thống S
dp
= 100 MVA.Vậy ta không thể ghép chung
hai máy phát với một máy biến áp vì
ΣS
bộ
= 2*75 = 150 MVA > S
dp ht
= 100 MVA
Ta có :
%37,31%100*
75
53,23
max
==
dmf
uf
S
S
>30%
Vậy cần phải có TG điện áp máy phát.
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:
 Phương án 1 :
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
9
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
 Phương án 2:
 Phương án 3:
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
10

Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
Phng ỏn 4 :
Nhn xột :
Phng ỏn 4 : cỏc MBA liờn lc luụn phi ti cụng sut t h sang trung nờn ch
lm vic khỏ nng n . Mc dự tit kim c s lng MBA
Phng ỏn 3 : ch khỏc ụi chỳt vi phng ỏn 1 .Tuy nhiờn phng ỏn 3
MBA 2 dõy qun ch to vi U
C
=220 kV nờn t tin hn.
T cỏc nhn xột trờn ta thy hai phng ỏn 1 v 2 l hai phng ỏn tt nht .Ta s
la chn hai phng ỏn ny tớnh toỏn tip theo.
2.2. La chn mỏy bin ỏp cho cỏc phng ỏn :
a. Phng ỏn 1 :
MBA ni b : B3 & B4
MBA 3 pha 2 dõy qun v ni theo s b ,cụng sut c xỏc nh nh sau :
S
B
S
Fm
= 75 MVA .
Ta chn MBA loi TPH 115/10,5 vi cỏc thụng s sau :
S
m
(MVA) U
Cm
(Kv) U
Hm
(Kv)

P

O
(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
80 115 10,5 70 310 10,5 0,6
MBA liờn lc : B1 & B2
B1 & B2 l cỏc MBA t ngu ni vo thanh gúp in mỏy phỏt nờn cụng sut c
xỏc nh nh sau :
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
11
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
)(*
2
1
21
MVASSS
thuaBB
α
≥=
Trong đó : ỏ : hệ số có lợi của MBA tự ngẫu ;
5,0
=
−

=
C
TC
U
UU
α
S
thừa
= ∑ S
Fđm
– S
ufmin
- S
TDmax

= 2*75 – 16,47 – 23,13*0,5 = 121,97 (MVA)
→
MVASS
BB
97,12197,121*
5,0*2
1
21
=≥=

Vậy ta chọn MBA loại ATọệTH với các thông số sau :
S
đm
(MVA)
U

Cđm
(Kv)
U
Tđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)
∆
P
O
(Kw)
∆
P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
C-T C-H T-H
125 230 121 11 75 290 11 31 19 0,6
b. Phương án 2 :
• MBA nối bộ : B3
Ta lựa chọn tương tự như với phương án 1
• MBA liên lạc : B1 & B2 cũng giống như phương án 1 ta có :
S
thừa
= ∑ S

Fđm
– S
ufmin
- S
TDmax

= 3*75 – 16,47 – 23,13*3/4 = 191,18 (MVA)
→
MVASS
BB
18,19118,191*
5,0*2
1
21
=≥=

Vậy ta chọn MBA loại ATọệTH với các thông số sau :
S
đm
(MVA)
U
Cđm
(Kv)
U
Tđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)
∆

P
O
(Kw)
∆
P
N
(Kw)
U
N
% I
O
%
C-T C-H T-H
200 230 121 11 105 430 11 32 20 0,5
2.3. Phân bố phụ tải cho các MBA
a. Phương án 1 :
• Với MBA 2 dây quấn B3 & B4 để thuận tiện cho việc vận hành ta cho đồ
thị phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm
S
B1
=S
B2
= S
Fđm
– S
tdmax
= 75 – 23,13/4
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
12
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA

= 69,22 MVA < S
đmB
= 80MVA
→ Vậy ở điều kiện làm việc bình thường MBA B3&B4 không bị quá tải
• MBA tự ngẫu B1&B2 :ta cần phân bố công suất cho từng cuộn dây
Ta nhận thấy : ∑S
BT
> S
UT
do vậy công suất được chuyển từ : T → C
H→ C

Cao :
MVA
S
S
HT
C
2
=

Trung :
MVA
SS
S
UTBT
T
2
−∑
=


Hạ : S
H
= S
C
– S
T
MVA
Dựa vào các công thức trên ta có bảng phân bố công suất cho từng cuộn dây của
MBA liên lạc như sau :
T(h) 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
C
(MVA) 60.4
3
64.97 66.15 75.45 74.27 82.39 85.76 73.09 77.64 64.97
S
T
(MVA) 28.3
1
32.86 32.86 28.31 28.31 23.77 28.31 28.31 32.86 32.86
S
H
(MVA) 32.12 32.12 33.29 47.14 45.96 58.63 57.45 44.78 44.78 32.12
Qua bảng phân bố trên ta có:
S
Cmax
=85,76 MVA < S
đmBtn
=125 MVA

S
Tmax
=32,86 MVA < S
tt
=ỏ* S
đmBtn
= 0,5*125 = 62,5 MVA
S
Hmax
=58,63 MVA < S
tt
= ỏ* S
đmBtn
= 62,5 MVA
→ Vậy ở điều kiện làm việc bình thường MBA B1&B2 không bị quá tải
b. Phương án 2 :
• Với MBA 2 dây quấn B3 để thuận tiện cho việc vận hành ta cho đồ thị phụ
tải bằng phẳng trong suốt cả năm
S
B3
= S
Fđm
– S
td
= 75 – 23,13/4
= 69,22 MVA < S
đmB
= 80MVA
→ Vậy ở điều kiện làm việc bình thường MBA B3 không bị quá tải
• MBA tự ngẫu B1&B2 :ta cần phân bố công suất cho từng cuộn dây

Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
13
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
Ta nhận thấy : ∑S
BT
< S
UT
do vậy công suất được chuyển từ : H → T
H→ C

Cao :
MVA
S
S
HT
C
2
=

Trung :
MVA
SS
S
BTUT
T
2
∑−
=

Hạ : S

H
= S
T
+ S
C
Dựa vào các công thức trên ta có bảng phân bố công suất cho từng cuộn dây của
MBA liên lạc như sau :
T(h) 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
C
(MVA) 60.4
3
64.97 66.15 75.45 74.27 82.39 85.76 73.09 77.64 64.97
S
T
(MVA) 6.30 1.75 1.75 6.30 6.30 10.84 6.30 6.30 1.75 1.75
S
H
(MVA) 66.73 66.73 67.90 81.75 80.57 93.24 92.06 79.39 79.39 66.73
Qua bảng phân bố trên ta có:
S
Cmax
=85,76 MVA < S
đmBtn
=200 MVA
S
Tmax
= 10,84 MVA < S
tt
=ỏ* S

đmBtn
= 0,5*200 = 100 MVA
S
Hmax
=93,24 MVA < S
tt
=ỏ* S
đmBtn
= 100 MVA
→ Vậy ở điều kiện làm việc bình thường MBA B1&B2 không bị quá tải
2.4. Kiểm tra khả năng quá tải của các MBA
a. Phương án 1 :
 Sự cố 1 bộ bên trung :
Khi có sự cố một bộ bên trung thì công suất thiếu là :
S
thiếu
= S
UTmax
- S
BT
= 90,91 – 69,22 = 21,69 MVA
Lượng công suất thiếu này được tải từ MBA tự ngẫu sang . Mỗi MBA tự ngẫu cần
tải 1 công suất là :
MVASS
thieuT
845,10
2
69,21
2
1

===
Hai MBA tự ngẫu làm việc trong chế độ : H → T
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
14
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA
H C
Trong ch truyn ti ny S
H
l ln nht nờn ta ch cn kim tra cun h.
S
H
= 0,5*( S
mf
0,5*S
td
S
Uf
)
= 0,5*(2*75 0.5*23,13-21,18) = 58,63 MVA
S
tt
= *S
mB
= 0,5*125 = 62,5 MVA
Nh vy : S
H
< S
tt

MBA khụng b quỏ ti .
Lng cụng sut ton b nh mỏy phỏt lờn thanh gúp cao ỏp l :

MVASSS
CCTG
57,95)845,1063,58(*2
21
220
==+=
Lỳc ny h thng thiu mt lng cụng sut :
S
HTthiu
=S
HT
S
TG
220
= 164,78 94,91 = 69,21 MVA
Lng cụng sut ny nh hn d tr ca h thng : 100 MVA
S c 1 MBA liờn lc :
Gi s hng MBA B1. Cụng sut tha t bờn trung l :
S
tha
= S
BT
- S
uTmin
= 2*(75-23,13/4) 72,73
= 65,71 MVA
MBA B2 phi lm vic trong ch ti : H C

T C
Kh nng ti ca MBA lỳc s c l :
S
ttsc
= k
qtsc
**S
mB
= 1,4*0,5*125 = 87,5 MVA
Ta cú cụng sut phỏt lờn ca cỏc MF phớa h ỏp lỳc ny l :
S
fH
= (S
mf
- S
tdmax
) S
Uf

= 3*69,22 16,47 = 191,19 MVA
S
fH
> S
ttsc
Trong trng hp ny cỏc MF ni vo phớa h ca MBA liờn lc
khụng phỏt vi cụng sut nh mc m ch phỏt lng cụng sut phự hp vi kh nng
ti ca MBA liờn lc.
S
ttsc
> S

tha
MBA ti ht c lng cụng sut tha
So vi khi bỡnh thng cụng sut nh mỏy phỏt lờn h thng thiu mt lng l:
S
HTthiu
=S
HTmax
S
C2
= 132,3 87,5 = 44,8 MVA
Lng cụng sut ny nh hn d tr ca h thng : 100 MVA
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
15
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
b. Phương án 2 : Xét các trường hợp như của phương án 1 ta có
 Sự cố 1 bộ bên trung :
Khi có sự cố một bộ bên trung thì công suất thiếu là :
S
thiếu
= S
UTmax
= 90,91 MVA
Lượng công suất thiếu này được tải từ MBA tự ngẫu sang . Mỗi MBA tự ngẫu cần
tải 1 công suất là :
MVASS
thieuT
46,45
2
91,90
2

1
===
Hai MBA tự ngẫu làm việc trong chế độ : H → C
H → T
Trong chế độ truyền tải này S
H
là lớn nhất nên ta chỉ cần kiểm tra cuộn hạ.
S
H
= 0,5*( ∑S
đmf
– 0,5*S
td
– S
Uf
)
= 0,5*(3*75 – 0.75*23,13-21,18) = 93,24 MVA
S
tt
= ỏ*S
đmB
= 0,5*200 = 100 MVA
Như vậy : S
H
< S
tt


→ MBA không bị quá tải .
Lúc này hệ thống thiếu một lượng công suất :

S
HTthiếu
=S
HT
– 2*S
CB
= 164,78 – 2*(93,24- 45,46) = 69,22 MVA
Lượng công suất này nhỏ hơn dự trữ của hệ thống : 100 MVA
 Sự cố 1 MBA liên lạc :
Giả sử hỏng MBA B1. Công suất thiếu của bên trung là :
S
thiếu
= S
UTmax
- ∑S
BT
= 90,91 – 69,22 = 21,69 MVA
MBA B2 phải làm việc trong chế độ tải : H → T
H → C
Công suất của các MF phát phía hạ lên là :
S
H
= ∑S
đmf
– 0,75*S
td
– S
Uf

= 3*75 – 0.75*23,13 - 21,18 = 186,48 MVA

S
ttcs
= k
qtsc
*ỏ*S
đmB
=1,4* 0,5*200 = 140 MVA
S
H
> S
ttcs
→Trong trường hợp này các MF nối vào phía hạ của MBA liên lạc không
phát với công suất định mức mà chỉ phát lượng công suất phù hợp với khả năng tải của
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
16
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
MBA liên lạc.Do vậy sẽ chỉ kiểm tra xem với công suất tải lúc sự cố của MBA liên lạc
có cung cấp đủ cho lượng công suất thiếu bên trung không :
S
thiếu
= 21,91 MVA < S
ttcs
= 140 MVA →Thoả mãn
Lúc này hệ thống thiếu một lượng công suất :
S
HTthiếu
=S
HTmax
– S
C

= 164,78 –(140-21,91)= 46,69 MVA
Lượng công suất này nhỏ hơn dự trữ của hệ thống : 100 MVA
2.5. Tính tổn thất điện năng trong các MBA
a. Phương án 1 :
 MBA 2 dây quấn :
Khi có n máy biến áp vận hành song song thì ta có công thức tính tổn thất điện năng:

kWh .T
S
S
P.
n
1
.TPn.ΔA
2
Bdm
b
n0








∆+∆=
Trong đó:
S
Bđm

: Công suất định mức của máy biến áp
S
b
: Công suất qua máy biến áp
∆P
0
: Tổn thất công suất không tải
∆P
n
: Tổn thất công suất ngắt mạch của máy biến áp
T : Số giờ trong 1 năm ; T = 8760 h
Theo các số liệu của MBA 2 dây quấn đã chọn ta có :
MWh25,2646.8760
80
69,22
310.70.8760ΔA
2
=






+=

 MBA tự ngẫu :
∑
=

















+








+









+∆=
24
1i
i
2
Bdm
iH
nH
2
Bdm
iT
nT
2
Bdm
iC
nC0
.t
S
S
.ΔP
S
S
.ΔP
S
S
.ΔP.365.
n

1
.TPnΔA
Với ∆P
nC
,∆P
nT
,∆P
nH
: tổn thất công suất ngẵn mạch trong cuộn dây C,T,H của MBA
tự ngẫu.
S
iC
, S
iT
,S
iH
: công suất tải qua các cuộn C,T,H của MBA tự ngẫu tại thời điểm
t
Ta có:










−

+=
2
α
TH
N
ΔP
CH
N
ΔP
CT
N
ΔP
2
1
C-N
ΔP
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
17
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA

+
=
CT
N
P
2

TH
N
P
CH
N
P
2
1
H-N
P










+=
2

CH
N
P
CT
N
P
2

TH
N
P
2
1
T-N
P
= 0,5 l h s li dng ca mỏy bin ỏp t ngu.
Do thụng s MBA ch cho P
n
CT
nờn ta cú th coi P
N
CH
= P
N
TH
=
CT
N
P
2

1
Thay s ta c:
P
N
CH
= P
N
TH
=
CT
N
P
2
1
=
2
290
= 145 KW
Vy
KW451
0,5
145
0,5
145
290
2
1
P
22
C-N

=






+=

KW451
0,5
145
290
0,5
145
2
1
P
22
T-N
=








+=

KW435902
0,5
145
0,5
145
2
1
P
22
H-N
=






+=
Thay s vo cụng thc ta tớnh c :
Vi : P
0
= 75 KW
n P
0
t = 75*8760 = 657 MWh
t = 0h ữ 6h
A
0-6
=

6*
S
S
P
S
S
.P
S
S
.P
2
Bdm
iH
H-N
2
Bdm
iT
T-N
2
Bdm
iC
C-N

+








+








kWh6,4156*
125
32,12
435

125
28,31
0.13
125
60,43
145.
222
=














+






+

=

Tớnh toỏn tng t cho cỏc thi im khỏc ta c kt qu
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
A(kWh) 415,6 154 160,9 242,7 233,3 326,8 333,6 224,2 241,5 153,7
T ú tớnh c :
kWh2418,31
24h
0t
t
A =

=


907,39MWh365*2486
24h
0t
t
A365.
==

=
Tng tn tht cụng sut trong mỏy bin ỏp t ngu

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
18
Đồ án môn học: Phần điện trong NMĐ &TBA

+=
t0tn
A365.
n
1
tnPA
= 657 + 907,39 = 1564,39 MWh
Tng tn tht cụng sut trong mỏy bin ỏp
A
1
= 2*A
tn
+2* A
B
=2*( 2646,25 + 1564,39) = 8421,28 MWh
b. Phng ỏn 2 :
Tớnh toỏn tng t nh vi phng ỏn 1 ta cú :
MBA 2 dõy qun :
MWh25,2646.8760
80
69
310.70.8760A
2
=

+=

MBA t ngu :

=
















+

+








+=
24
1i
i
2
Bdm
iH
nH
2
Bdm
iT
nT
2
Bdm
iC
nC0
.t

S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P.365.
n
1
.TPnA
Vi :
P
N
CH
= P
N
TH
=
CT
N
P
2
1
=
2
430
= 215 KW
Vy

KW215
0,5
215
0,5
215
430
2
1
P
22
C-N
=






+=

KW215
0,5
215
290
0,5
215
2
1
P
22

T-N
=






+=

KW645430
0,5
215
0,5
215
2
1
P
22
H-N
=






+=
Thay s vo cụng thc ta tớnh c :
Vi : P

0
= 105 KW
P
0
t = 105*8760 = 919800 KWh = 919,8 MWh
t = 0h ữ 6h
A
0-6
=
6*
S
S
P
S
S
.P
S
S
.P
2
Bdm
iH
H-N
2
Bdm
iT
T-N
2
Bdm
iC

C-N
















+








+

kWh79,5496*
200
66,73
645
200
6,3
215.
200
60,43
215.
222
=

+






+






=
Tớnh toỏn tng t cho cỏc thi im khỏc ta c kt qu
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
A(kWh) 549.8 189 195.8 277.1 269.1 354.6 352.8 261.1 268.1 189
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội
19
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
Từ đó tính được :
kWh2906,36
24h
0t
t
ΔA =
∑

=


MWh 1060,82365*2906,36
24h
0t
t
ΔA365.
==
∑
=
Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu
∑
+=
t0tn
ΔA365.
n
1
tnPΔA
= 919,8 + 1060,82 = 1980,62 MWh
⇒ Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp
∆A
1
= ∆A
tn
+ ∆A
B
= 2646,25 + 2*1980,62 = 6607,49 MWh
2.6. Tính dòng điện cưỡng bức
a. Phương án 1 :

Ta sẽ tính dòng cưỡng bức tại các điểm như trên hình vẽ
 Cấp điện áp cao (220kV) :
• Đường dây kép nối vào hệ thống :
A
U
S
I
HT
cb
447,0
220*3
52,171
*3
220
max
)1(
===
• Phía cao áp MBA tự ngẫu :
 Chế độ bình thường : S
Cmax
= 79,96 MVA
 Chế độ sự cố B3(hoặc B4) : S
CB1
= S
CB1
= 46,28 MVA
 Chế độ sự cố B1(hoặc B2) : S
C
= 161,56 MVA
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

20
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
→
kA
U
S
I
cb
424,0
220*3
56,161
*3
220
csc
)2(
===
Vậy :
{ }
kAIII
cbcbcb
447,0;max
)2()1()220(
==
 Cấp trung (110kV) :
• Đường dây kép phụ tải trung áp :
kA
U
S
I
T

cb
239,0
110*3*2
91,90
*3*2
110
max
)7(
===
• Bộ MFĐ - MBA 2 dây quấn :
kA
U
S
I
BT
cb
413,0
110*3
75*05,1
*3
110
max
)5(
===
• Phía trung áp MBA liên lạc :
 Chế độ bình thường : S
Tmax
= 33,36 MVA
 Chế độ sự cố B3(hoặc B4) : S
TB1

= S
TB1
= 10,955 MVA
 Chế độ sự cố B1(hoặc B2) : S
T
= 47,09 MVA
→
A
U
S
I
Tsc
cb
2,247
10*110*3
10*09,47
*3
3
6
110
max
)6(
===
Vậy
{ }
kAIIII
cbcbcbcb
413,0;;max
)7()6()5(110
==

 Cấp điện áp máy phát (10,5kV) :
• Mạch hạ áp MBA liên lạc :
kA
U
S
kI
dmf
Bdm
qtsccb
811,4
5,10*3
125*5,0
*4,1
*3
*
*
)3(
===
α
• Mạch MF :
kAII
Fdmcb
33,4125,4*05,1*05,1
)4(
===
• Mạch kháng phân đoạn :
Dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn được xét theo 2 trường hợp :
 Khi sự cố 1 máy phát F1(hoặc F2):
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
21

§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA


MVA
SSSS
tdUfdmFquaB
735,22)24*
4
1
53,2375(*
2
1
)*
4
1
(*
2
1
max
=−−=
−−=
→ Dòng công suất chạy qua kháng :
S
quaK
= S
quaB
+ 0,5*S
Uf
= 22,735 + 0,5*22,53 = 34 MVA
 Khi sự cố 1 MBA liên lạc :

MVASkS
dmBqtscquaB
5,87125*5,0*4,1**
1
===
α
→ Dòng công suất chạy qua kháng :
S
quaK
= S
quaB
+ 0,5*S
Uf
+0,25*S
tdmax
-S
đmF
= 87,5 + 0,5*22,53 +0,25*24-75 = 30,265 MVA
Vậy dòng cưỡng bức qua kháng :

kA
U
S
I
F
quaK
cbK
87,1
5,10*3

34
*3
max
===

Chọn kháng điện phân đoạn :
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
22
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
Kháng điện phân đoạn được chọn theo điều kiện sau :
U
đmK
> U
mạng
= 10,5 kV
I
đmK
≥ I
cbK
= 1,87 kA
Tra “Thiết kế nhà máy điện “ ta chọn được kháng như sau :
Loại P
b
A_10_2000_10
U
đm
= 10,5 kV
I
đmK
= 2 kA

X
K
% = 10%
b. Phương án 2 :
Tương tự như với phương án 1 ta có :
 Cấp điện áp cao (220kV) :
• Đường dây kép nối vào hệ thống :
kA
U
S
I
HT
cb
447,0
220*3
65,170
*3
220
max
)1(
===
• Phía cao áp MBA tự ngẫu :
 Chế độ bình thường : S
Cmax
= 79,96 MVA
 Chế độ sự cố B3(hoặc B4) : S
CB1
= S
CB1
= 46,28 MVA

 Chế độ sự cố B1(hoặc B2) : S
C
= 135,91 MVA
→
kA
U
S
I
cb
357,0
220*3
91,135
*3
220
csc
)2(
===
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
23
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA
Vậy :
{ }
kAIII
cbcbcb
447,0;max
)2()1()220(
==
 Cấp trung (110kV) :
• Đường dây kép phụ tải trung áp :
kA

U
S
I
T
cb
239,0
110*3*2
91,90
*3*2
110
max
)7(
===
• Bộ MFĐ - MBA 2 dây quấn :
kA
U
S
I
BT
cb
413,0
110*3
75*05,1
*3
110
max
)5(
===
• Phía trung áp MBA liên lạc :
 Chế độ bình thường : S

Tmax
= 19,91 MVA
 Chế độ sự cố B3(hoặc B4) : S
TB1
= S
TB1
= 45,46 MVA
 Chế độ sự cố B1(hoặc B2) : S
T
= 19,91 MVA
→
kA
U
S
I
Tsc
cb
239,0
110*3
46,45
*3
110
max
)6(
===
Vậy
{ }
kAIIII
cbcbcbcb
413,0;;max

)7()6()5(110
==
 Cấp điện áp máy phát (10,5kV) :
• Mạch hạ áp MBA liên lạc :
kA
U
S
I
Bdm
cb
7,7
5,10*3
200*5,0
*4,1
*3
*
*4,1
5,10
)3(
===
α
• Mạch MF :
kAII
Fdmcb
33,4125,4*05,1*05,1
)4(
===
• Mạch kháng phân đoạn :
Dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn được xét theo 2 trường hợp :
 Khi sự cố 1 máy phát F1(hoặc F2):

Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
24
§å ¸n m«n häc: PhÇn ®iÖn trong NM§ &TBA

MVA
SSSS
tdUfdmFquaB
235,57)24*
4
2
53,2375*2(*
2
1
)*
4
2
(*
2
1
max
=−−=
−−∑=
Phân bố công suất trên phân đoạn 1 của TG :

MVAS
I
41,9
85,0
23*2
=

+
=
→ Dòng công suất chạy qua kháng :
S
quaK
= S
quaB
+ S
I
= 57,235 + 9,41 = 66,645 MVA
 Khi sự cố 1 MBA liên lạc :
Dòng công suất chạy qua kháng :
S
quaK
= k
qtsc
*ỏ*S
đmB
+ S
I
+0,25*S
tdmax
-S
đmF
= 1,4*0,5*200 + 9,41 + 0,25*23,53 - 75 = 80,29 MVA
Vậy dòng cưỡng bức qua kháng :
Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi
25