TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Mục Lục.
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất..................................................3
Nêu các phơng án và chọn MBA...............................................................9
So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng án tối u.................................15
Tính toán dòng ngắn mạch......................................................................26
Chọn khí cụ điện và dây dẫn....................................................................40
1
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Lời nói đầu.
Đất nớc ta đang bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện
giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong
cuộc sống điện rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của
xã hội do vậy đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện
năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chơng trình của ngành phát dẫn
điện em đợc nhà trờng và hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm
nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngng hơi gồm 4 tổ
máy, công suất mỗi tổ là 100 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10,5KV và
phát vào hệ thống 220KV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, đợc sự giúp đỡ tận tình
của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ và h-
ớng dẫn tận tình của thầy giáo TS Trần Bách đến nay em đã hoàn thành bản đồ
án. Vì thời gian có hạn, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không
tránh những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận đợc sự góp ý bổ xung của các
thầy cô giáo và các bạn đông nghiệp để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn
lời cảm ơn chân thành nhất!
Sinh Viên:
2

Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Tại mổi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện
năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải.Trong thực tế điện năng
tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc tìm đợc đồ thị phụ tải là
rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành.
Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm
bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng công suất
của các máy biến áp (MBA) và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy với nhau
và giữa các nhà máy điện với nhau.
I.1. Chọn máy phát điện.
Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 4ì100 MW = 400 MW.
Chọn 4 máy phát điện kiểu TB-100-2 có các thông số nh bảng 1-1 sau:
Bảng 1-1
P
đm
(MW) U
đm
(KV) I
đm
(KA)
COS
đm
X
d

X
d

100 10,5 6,475 0,85 0,183 0,263

I.2. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp dới dạng bảng
theo % công suất tác dụng và hệ số cos. Từ đó ta tính đợc phụ tải ở các cấp
điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau:
TB
t
t
Cos
P
S

=
với :
100
%.
max
Pp
P
t
=
.
Trong đó: S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
Cos
TB
là hệ số công suất trung bình của từng phụ tải.
I.2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Nhà máy gồm 4 tổ máy có: P
Gđm
= 100 MW, Cos
đm

= 0,85 do đó
.6,117
85,0
100
MVA
Cos
P
S
dm
Gdm
dm
===

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
P
NMđm
=4ìP
Gđm
= 4ì100 = 400 MW S
NMđm
= 470,4 MW.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức:
3
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.

TB
t
t
Cos
P

S

=
với :
100
%.
max
Pp
P
t
=
.
Ta tính đợc đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian .Kết quả ghi trong
bảng 1-2 và đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1.
Bảng 1-2
T(giờ) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P%
90 100 100 100 90 90 90 80
P
NM
(t) MVA
360 400 400 400 360 360 360 320
S
NM
(t) MVA
423,5 470,4 470,4 470,4 423,5 423,5 423,5 376,5
Hình 1-1:Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
I.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:
Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 6% công suất định mức của nhà máy
với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau:

.
)(
6,04,0(.)(
max NM
NM
NMdmtd
S
tS
StS
ì+=

Trong đó :
S
td
(t): Phụ tải tự dùng nhà máy tại thời điểm t.
S
NMđm
: Tổng công suất của nhà máy MVA.
S
NM
(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t theo
bảng 1-2.
4
S
NM
(t) MVA
T (h)
0
470.4
423.5

376.5
423.5
5 13 22 24
500
400
300
200
100
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
: Hệ số % lợng điện tự dùng.
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 1-3 và đồ thị phụ tải hình 1-1.
Bảng 1-3
T(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
NM
(t) MVA
423,5 470,4 470,4 470,4 425,5 423,5 423,5 376,5
S
td
(t) MVA
26,5 28,2 28,2 28,2 26,5 26,5 26,5 24,8
Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy.
I.2.3. Phụ tải địa phơng:
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho P
max
= 38 MW, Cos = 0,85 với công thức
sau:
( )
( )

TB
dp
dp
Cos
tP
tS

=
với:
( )
.
100
%.
maxdpdp
dp
PP
tP
=

Ta có kết quả cho ở bảng 1-4 và đồ thị phụ tải hình 1-3.
Bảng 1-4
T(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P
đp
%
70 80 80 80 90 100 90 70
P
đp
(t)MW
26,6 30,4 30,4 30,4 34,2 38 34,2 26,6

S
đp
(t)MVA
31,3 35,8 35,8 35,8 40,2 44,7 40,2 31,3
5
S
td
(t) MVA
T(h)
26.516.5
28.2
24.2
5 13 22 24
10
20
30
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.

Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phơng.
I.2.4. Đồ thị phụ tải điện áp cao (220kv).
Phụ tải điện áp cao P
max
= 220 MW, Cos = 0,87 với công thức sau:
( )
( )
TB
c
c
Cos
tP

tS

=
với:
( )
.
100
%.
maxcc
c
PP
tP
=

Ta có kết quả ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1-4.
Bảng 1-5
T(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
P%
90 100 100 90 90 90 90 80
P
c
(t)MW
198 220 220 198 198 198 198 176
S
c
(t)MVA
227,6 252,9 252,9 227,6 227,6 227,6 227,6 202,3
6
T(h)
S

đp
(t)MVA
44.7
40.2
31.3
40.2
35.8
31.3
0
10
20
30
40
50
5 14 17 20 22 24
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Hình 1-4: Đồ thị phụ tải điện áp cao.
I.3. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công
suất phát vào hệ thống .
Phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
S
NM
(t) = S
td
(t) + S
đp
(t) +S
c
(t) +S
HT

(t).
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp.
S
HT
(t) = S
NM
(t) - [S
td
(t) + S
đp
(t) +S
c
(t) ].
Từ đó ta lập đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà
máy nh bảng 1-6 và đồ thị phụ tải hình 1-5.
Bảng 1-6
MVA t(h) 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
NM
(t)
423,5 470,4 470,4 470,4 423,5 423,5 423,5 376,5
S
dp
(t)
31,3 35,8 35,8 35,8 40,2 44,7 40,2 31,3
S
td
(t)
26,5 28,2 28,2 28,2 26,5 26,5 26,5 24,8
S

c
(t)
227,6 252,9 252,9 227,6 227,6 227,6 227,6 202,3
S
HT
(t)
138,1 153,5 153,5 153,5 129,2 124,7 129,2 118,1
7
T(h)
S
c
(t)
0
100
200
300
5 13 22 24
252.9
227.6
202.3
227.6
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống.
I.4. Các nhận xét.
I.4.1. Tình trạng phụ tải ở các cấp điện áp.
Ta thấy phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp. ở cấp điện áp máy
phát phụ tải P
max
= 38MW, nhỏ so với công suất một máy phát P = 100 MW và
toàn nhà máy thiết kế.

Phụ tải cấp điện áp trung không có.
Phụ tải điện áp cao P
max
= 220MW, tơng đối lớn.
I.4.2. Dự trữ của hệ thống.
Ta có dự trữ của hệ thống S = 200MVA, lớn hơn so với công suất một máy
phát. Công suất của hệ thông cũng tơng đối lớn S
HT
= 300MVA.
I.4.3. Điện áp.
Nhà máy thiết kế chỉ có hai cấp điện áp là:
Cấp điện áp máy phát U
đm
= 10KV.
Cấp điện áp cao có U
đm
= 220KV.
Không có cấp điện áp trung.
8
T(h)
S
HT
(t)MVA
0
200
150
100
5 14 17 20 22 24
153.5
138.1 129.2

124.7
118.1
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Chơng II.
Nêu các phơng án và chọn MBA.
II.1. Nêu các phơng án.
Một trong những nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện là chọn sơ đồ
nối điện chính. Vì khi chọn đợc sơ đồ nối điện chính hợp lý, không những đảm
boả về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Phơng án I:
Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phơng án 1.
Phơng án II:
Hình 2-2: Sơ đồ nối điện phơng án II.
9
G
1
G
2
G
3
G
4
B
1
TD
B
2
B
3
TD TD

TD
S
đp
S
c
220kv
G
2
G
3
G
4
B
1
TD
B
2
B
4
TD
TD
TD
S
đp
S
c
220kv
B
3
G

1
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
II.2. Chọn máy biến áp cho các phơng án.
II.2.1. Chọn công suất máy biến áp.
Phơng án I:
Máy biến áp bộ.
Đợc chọn theo công suất phát của máy phát S
đmB1
S
Gđm
= 117,6 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông số ở
bảng 2-1 sau:
Loại T125/10,5
Bảng 2-1
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P

N
(Kw)
U
N
% I
O
% Giá
125 242 10,5 115 380 11 0,5
Máy biến áp liên lạc:
Máy biến áp liên lạc B
2
, B
3
đợc chọn là máy biến áp điều áp dới tải với điều
kiện:
S
đmB
= 1/2 S
th
.
Với: S
th
là công suất còn lại đa lên hệ thống.
( )

+=
TGF
TD
ngay
UFdmFth

SSSS
max
min
= 3ì11,7 - (35,8 +3/4.18,8) = 298,2 MVA.
S
đmB
= 298,2/2 =149,4 MVA.
Vậy ta có thể chọn loại máy biến áp TPH 160/10,5 có các thông số nh
bảng 2-2 sau:
Bảng 2-2
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I

O
% Giá
160 230 10,5 140 525 12 0,6
Phơng án II:
Máy biến áp bộ B
1
,B
2
đợc chọn nh bộ máy biến áp bộ B
1
của phơng án
I.
Máy biến áp liên lạc:
Đợc chọn là loại máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải có công suất định
mức đợc chọn theo công thức dới đây:
10
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
( )






==

TGF
TDUFdmFthBdmB
SSSSS
max

min,
2
1
2
1
43
=
=
MVA65,922,28
2
1
8,356,1172
2
1
=












ì
Chọn máy biến áp B
3

,B
4
là loại TPH 100/10,5 có các thông số cho ở
bảng 2-3 sau:
Bảng 2-3
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I
O
% Giá
100 230 10,5 94 360 12 0,7
II.2.2. Phân bố phụ tải cho các máy biến áp:
Phơng án I:

Đối với máy phát máy biến áp 2 cuộn dây G
1
- B
1
để thuận tiện cho
việc vận hành. cho tải với độ thị bằng phẳngtrong suốt quá trình làm việc cả
năm.
S
B1
= S
Gđm
S
td
= 117.6 0.06ì117.6 = 110.5 MVA
Phụ tải qua 2 máy biến áp B
2
, B
3
đợc tính nh sau :
- Phụ tải truyền lên cao :
S
C-B2,B3
=
2
1
ì( S
c
(t) S
B1
)

Dựa vào bảng 1-6 và công thức trên tính đợc phụ tải cho từng thời điểm đ-
ợc ghi ở bảng 2-4 sau:
Bảng 2-4
MVA\ t(h)
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
B1
110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5
S
C B2-B3
127.6 147.5 147.5 127.6 127.6 127.6 127.6 105
Từ bảng kết quả bảng 2- 4 ta thấy.
S
H B2-B3max
= 147.5 < 1.3ì160 = 208 MVA
Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thờng.
Phơng án II:
Các bộ G
1
-B
1
;G
2
-B
2
đợc phân bố phụ tải nh bộ G
1
-B
1
nh ở phơng án 1.

11
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
phụ tải qua 2 máy biến áp B
3
, B
4
:
+ Công suất tải lên cao :
S
C B3B4
=
2
1
ì(S
c
(t) S
B1
S
B2
)
Dựa vào bảng 1-6 và công thức tính trên ta có phụ tải từng thời điểm cho ở
bảng 2-5 sau:
bảng 2-5 :
MVA\ t(h)
0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24
S
B1
= S
B2
110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5 110.5

S
C
(t)
57.4 92.7 92.7 57.4 57.4 57.4 57.4 49.7
II.2.3. Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố
a. Phơng án I:
Sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Công suất thiếu của phía cao áp khi sự cố máy biến áp B
2
là:
S
th
= S
TGC
- S
Bb
1.4ìS
đmB
.
Trong đó:
S
TGC
= S
PTCmax
+ S
HT
= 252.9 + 153.5 =406.4MVA
S
Bb
: công suất máy biến áp bộ S

Bb
= 125MVA
S
đmB
: công suất định mức của máy biến áp liên lạc.
S
th
= 406.4 125 1.4ì160 = 57.4MVA .
Ta thấy S
th
= 57.4 < S
dt
=200MVA . Vậy máy biến áp chọn không bị quá tải
khi sự cố một máy biến áp liên lạc.
b. Phơng án II:
Sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Công suất thiếu phía cao áp khi sự cố máy biến áp B
3
là:
S
th
= S
TGC
2ìS
Bb
1.4ìS
đmB
=
= 406.4 2ì125 1.4ì100 = 16.4MVA .
Ta thấy S

th
= 16.4 < S
dt
= 200MVA . Vậy máy biến áp không bị quá tải khi
sự cố máy biến áp liên lạc.
Sự cố một máy phát không cần kiểm tra vì dự trữ của hệ thống điện
đủ cung cấp cho phụ tải khi sự cố một máy phát.
12
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
II.3. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp.
II.3.1. Phơng án I: Sai
Đối với máy biến áp bộ B
1
, tổn thất điện năng đợc tính theo công thức.
T
S
S
PTPA
dmB
b
NO
ì

ì+ì=
2
1
.
Trong đó:
T: Thời gian làm việc của máy biến áp T = 8760 h.
S
b
: Phụ tải của máy biến áp trong thời gian T.
Máy biến áp B
1
có các số liệu sau:
+ P
O
= 115 KW.
+ P
N
= 380KW.
+ S
b
= 110,5MVA.
Từ các số liệu đó ta tính đợc tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp
B
1
.
( )
( )
.71.36088760
125
5.110

38.08760115.0
2
2
MwhA
=ìì+ì=
Tổn thất điện năng của máy biến áp B
2
và B
3
đợc tính theo công thức:

ìì

ì+ìì=
24
1
2
2
3,2
).365(2
ii
dm
N
OBB
tS
S
P
TPA

Trong đó:

S
i
của máy biến áp trong thời gian t
i
đợc lấy từ bảng 2-4.
P
O
= 140 KW.
P
N
= 525 KW.
Tổn thất điện năng của máy biến áp B
2
,B
3
là:

( )
=






ì+ì+ì+ìì+ìì=
2105116.12765.14756.127
160
525.0
365876014.02

2222
2
3,2 BB
A
=8637.13Mwh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm của phơng án I là:
A

= A
B1
+A
B2,B3
= 3608.71 +8637.13 = 12245.23 Mwh.
13
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
II.3.2. Phơng án II:
Đối với máy biến áp B
1
,B
2
,tổn thất điện năng đợc tính theo công thức:
).(2
2
1
2,1
T
S
S
PTPA
dmB

b
NOBB
ì








ì+ìì=
=
( )
( )
.42.7214)8760
125
5.110
38.08760115.0(2
2
2
2,1
MwhA
BB
=ìì+ìì=
Tổn thất điện năng của máy biến áp B
3
,B
4
đợc tính theo công thức:

ìì

ì+ìì=
24
1
2
2
4,3
).365(2
ii
dm
N
OBB
tS
S
P
TPA

Trong đó:
S
i
của máy biến áp trong thời gian t
i
đợc lấy từ bảng 2-5.
P
O
= 94 KW.
P
N

= 360 KW.
Tổn thất điện năng của máy biến áp B
3
,B
4
là:

( )
=






ì+ì+ì+ìì+ìì=
27.49114.5767.9254.57
100
36.0
3658760094.02
2222
2
4,3 BB
A
=4517.1Mwh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm của phơng án II là:
A

= A
B1,B2

+A
B3,B4
= 7214.42 +4517.1 = 11735.52 Mwh.
Ta có bảng tóm tắt kêt quả tổn thất điện năng của các phơng án nh bảng 2-
6 sau:
Bảng 2-6

A\ Phơng án
Phơng án I
Phơng án II

A, Kwh
12245.23 11731.52
14
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Chơng III.
So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng
án tối u.
III.1. Chọn sơ bộ các khí cụ điện.
III.1.1. Xác định dòng cỡng bức các mạch.
a. Phơng án I: hình 3-1.
Hình 3-1: Sơ đồ nối điện phơng án I.
Dòng cỡng bức phía cao áp:
Mạch đờng dây về hệ thống.
Dòng làm việc cởng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị đứt.
.403.0
2203
5.153
3
max

'
KA
U
S
I
cdm
HT
cb
=
ì
=
ì
=
Với: S
Htmax
là công suất tải về hệ thống qua đờng dây kép, S
Htmax
=
153.5MVA .
Mạch phụ tải phía điện áp cao.
.664.0
2203
9.252
3
max
''
KA
U
S
I

cdm
c
cb
=
ì
=
ì
=
với: S
cmax
là công suất ở phụ tải cao, S
cmax
= 252.9 MVA.
Mạch máy biến áp B
1
:
15
G
1
G
2
G
3
G
4
B
1
TD
B
2

B
3
TD TD
TD
S
đp
S
c
220kv
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Dòng điện cởng bức đợc xác định theo điều kiện làm việc cởng bức của
máy phát G
1
.
.324.0
2203
6.11705.1
3
05.1
1
'''
KA
U
S
I
cdm
dmG
cb
=
ì

ì
=
ì
ì
=
Mạch máy biến áp liên lạc.
Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại là:
K
qtsc
ìS
đmB
= 1.4ì160 =224 MVA .
Dòng cởng bức qua máy biến áp
.588.0
2203
1604.1
3
4.1
''''
KA
U
S
I
cdm
dmB
cb
=
ì
ì
=

ì
ì
=
Vậy dòng điện làm việc cởng bức lớn nhất ở phía điện áp cao là:
I
cb1
= 0.664 kA.

Dòng cởng bức ở cấp điện áp máy phát:
Mạch máy biến áp phía hạ áp.
.317.12
5.103
1604.1
3
2
KA
U
SK
I
hdm
dmBqtsc
cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=
Mạch máy phát phía hạ áp.

.789.6
5.103
6.11705.1
3
05.1
3
KA
U
S
I
hdm
dmG
cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
2
.
Xét hai trờng hợp: phụ tải max và phụ tải min.
+ Phụ tải max:
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải max là:
MVA
SSSSS
dFTDdFdmGcb
575.997.44

3
1
2.28
4
3
7.446.1172
2
1
3
1
4
3
2
2
1
maxmaxmax
'
=ì+






ììì=
=ì+

ììì=
+
Khi phụ tải min:
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải min là:
MVA
SSSSS
dFTDdFdmGcb
808.1013.31
3
1
2.28
4
3
3.316.1172
2
1
3
1
4
3
2
2
1
minmaxmin
'
=ì+

ììì=
=ì+






ììì=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
2
là:
16
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
.598.5
5.103
808.101
3
'
'
KA
U
S
I
hdm
cb

cb
=
ì
=
ì
=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc là:
+
Khi phụ tải max:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.95.2862.28
4
3
7.446.1173
4
3
maxmax
MVASSSS
TDdFdmFth
=ìì=ì=

+
Khi phụ tải min:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.35.3002.28
4
3
3.316.1173
4
3

maxmin
MVASSSS
TDdFdmFth
=ìì=ì=

Khả năng tải của máy biến áp khi sự cố một máy biến áp .
K
qtsc
ìS
đmB
= 1.4ì160 =224 MVA .
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải max là:
.35.1287.44
3
1
2.28
4
1
6.117224
3
1
4
1
maxmax
''
MVA
SSSSKS
dFTDdmFdmBqtsccb
=ì+ì+=
=ì+ì+ì=

Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải min là:
.88.1233.31
3
1
2.28
4
1
6.117224
3
1
4
1
minmax
''
MVA
SSSSKS
dFTDdmFdmBqtsccb
=ì+ì+=
=ì+ì+ì=
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp là.
.057.7
5.103
35.128
3
''
''
KA
U
S
I

hdm
cb
cb
=
ì
=
ì
=
Vậy dòng cởng bức qua kháng lớn nhất là: I
cb4
= 7.057 KA.
b. Phơng án II: hình 3-2.
17
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Hình 3-2: Sơ đồ nối điện phơng án II.
Dòng cỡng bức phía cao áp:
Mạch đờng dây về hệ thống.
Dòng làm việc cởng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị đứt.
.403.0
2203
5.153
3
max
'
KA
U
S
I
cdm
HT

cb
=
ì
=
ì
=
Với: S
Htmax
công suất về hệ thống qua đờng dây kép, S
Htmax
= 153.5MVA .
Mạch phụ tải phía điện áp cao.
.664.0
2203
9.252
3
max
''
KA
U
S
I
cdm
c
cb
=
ì
=
ì
=

với: S
cmax
là công suất ở phụ tải cao, S
cmax
= 252.9 MVA.

Mạch máy biến áp B
1
,B
2
:
Dòng điện cởng bức đợc xác định theo điều kiện làm việc cởng bức của
máy phát G
1
,G
2
:
.324.0
2203
6.11705.1
3
05.1
1
'''
KA
U
S
I
cdm
dmG

cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=
Mạch máy biến áp liên lạc.
Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại là:
K
qtsc
ìS
đmB
= 1.4ì100 =140 MVA .
Dòng cởng bức qua máy biến áp
.367.0
2203
1004.1
3
4.1
''''
KA
U
S
I
cdm
dmB
cb
=

ì
ì
=
ì
ì
=
18
G
2
G
3
G
4
B
1
TD
B
2
B
4
TD
TD
TD
S
đp
S
c
220kv
B
3

G
1
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Vậy dòng điện làm việc cởng bức lớn nhất ở phía điện áp cao là:
I
cb1
= 0.664 kA.
Dòng cởng bức ở cấp điện áp máy phát:
Mạch máy biến áp phía hạ áp:
.698.7
5.103
1004.1
3
2
KA
U
SK
I
hdm
dmBqtsc
cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=
Mạch máy phát phía hạ áp.
.789.6

5.103
6.11705.1
3
05.1
3
KA
U
S
I
hdm
dmG
cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
3
.
Xét hai trờng hợp: phụ tải max và phụ tải min.
+
Phụ tải max:
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải max là:
MVA
SSSSS
dFTDdFdmGcb
75.517.44

2
1
2.28
4
2
7.446.117
2
1
2
1
4
2
2
1
maxmaxmax
'
=ì+






ìì=
=ì+

ìì=
+
Khi phụ tải min:
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải min là:
MVA
SSSSS
dFTDdFdmGcb
75.513.31
2
1
2.28
4
2
3.316.117
2
1
2
1
4
2
2
1
minmaxmin
'
=ì+

ìì=
=ì+






ìì=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
3
là:
.846.2
5.103
75.51
3
'
'
KA
U
S
I
hdm
cb
cb
=
ì
=

ì
=
Dòng cởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc là:
+
Khi phụ tải max:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.4.1762.28
4
2
7.446.1172
4
2
maxmax
MVASSSS
TDdFdmFth
=ìì=ì=

+
Khi phụ tải min:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống là.
19
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
.75.1822.28
4
2
3.316.1172
4
2
maxmin
MVASSSS

TDdFdmFth
=ìì=ì=

Khả năng tải của máy biến áp khi sự cố một máy biến áp .
K
qtsc
ìS
đmB
= 1.4ì100 =140 MVA .
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải max là:
.8.517.44
2
1
2.28
4
1
6.117140
2
1
4
1
maxmax
''
MVA
SSSSKS
dFTDdmFdmBqtsccb
=ì+ì+=
=ì+ì+ì=
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi phụ tải min là:
.1.453.31

2
1
2.28
4
1
6.117140
2
1
4
1
minmax
''
MVA
SSSSKS
dFTDdmFdmBqtsccb
=ì+ì+=
=ì+ì+ì=
Dòng công suất cởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp là.
.848.2
5.103
8.51
3
''
''
KA
U
S
I
hdm
cb

cb
=
ì
=
ì
=
Vậy dòng cởng bức qua kháng lớn nhất là: I
cb4
= 2.848 KA.
Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng tóm tắt kết quả dòng cởng bức sau:
bảng 3-1
Bảng 3-1
Phơng án\ I
cb
(

kA) I
cb1
I
cb2
I
cb3
I
cb4
Phơng án I
0.664
12.317 6.789 7.057
Phơng án II
0.664 7.698 6.789 2.848
III.1.2. Chọn số bộ máy cắt và kháng phân đoạn.

a. Phơng án I:


Chọn loại máy cắt.
Phía điện áp cao.
Từ dòng điện cởng bức ở phía cao áp I
cb1max
= 664 kA, ta chọn máy cắt loại
SF-6 của hảng Merlin có kí hiệu FA- 245- 40 có các thông số ở bảng 3-2 sau:
Bảng3-2
U
đm
(kv) I
đm
(kA) U(f=50Hz) U
xk
(kv) I
cắtđm
(kA) I
ôđ
(kA)
245 3150 460 1050 40 102
20
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Phía điện áp thấp.
Từ các dòng cởng bức phía điện áp thấp I
cb2
=12.317kA, I
cb3
= 6.789kA, I

cb4
= 7.057kA, ta chọn loại máy cắt điện không khí của hãng Simen loại 8FG10-
12- 80 có các thông số ở bảng 3-3 sau:
Bảng 3-3
U
đm
(kv) I
đm
(kA) U(f=50Hz) U
xk
(kv) I
cắtđm
(kA) I
ôđ
(kA)
12 12500 - 75 80 225
Chọn kháng điện phân đoạn.
Vì dòng cởng bức qua kháng I
cb
= 7.057kA nên ta phải chọn kháng có dòng c-
ởng lớn nhất I
cb
= 4000A là kháng điện bê tông có cuộn dây bằng nhôm với điện
áp 10kv loại P
b
A-10-4000-12 có các thông số cho ở bảng 3-4 sau:
Bảng3-4
U
đm
(kv) I

đm
(A)
X
đm
(

)

P(kw)
I
ôdd
(kA) I
ônh
(kA)
10 4000 0.23 25.7 53 42
b. Phơng án II:
Chọn loại máy cắt.
Phía điện áp cao.
Từ dòng điện cởng bức ở phía cao áp I
cb1max
= 664 kA, ta chọn máy cắt loại
SF-6 của hảng Merlin có kí hiệu FA- 245- 40 có các thông số ở bảng 3-2.
Phía điện áp thấp.
Từ các dòng cởng bức phía điện áp thấp I
cb2
=7.698kA, I
cb3
= 6.789kA, I
cb4
= 2.848kA, ta chọn loại máy cắt điện không khí của hãng Simen loại 8FG10-

12- 80 có các thông số ở bảng 3-3.
Chọn kháng điện phân đoạn.
Vì dòng cởng bức qua kháng I
cb
= 2.848kA nên ta chọn kháng có dòng cởng
I
cb
= 3000A là kháng điện loại P
b
A-10-3000-12 có các thông số cho ở bảng 3-5
sau:
Bảng3-5
U
đm
(kv) I
đm
(A)
X
đm
(

)

P(kw)
I
ôdd
(kA) I
ônh
(kA)
10 3000 0.23 25.7 53 42

III.2. Chọn sơ đồ thanh góp các cấp điện áp máy phát .
III.2.1. Thanh góp điện áp máy phát.
a. Ping án I:
21
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ NM§.
S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ®îc chän nh h×nh 3-3 sau:
H×nh 3-3: S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ph¬ng ¸n I .
b. Ping ¸n II:
S¬ ®å thanh gãp m¸y ph¸t ®îc chän nh h×nh 3-4 sau:
H×nh 3-4: S¬ ®å thanh gãp ph¸t ph¬ng ¸n II
22
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
III.2.2. Sơ đồ thanh góp điện áp cao áp.
Cả hai phơng án ta đều chọn một loại thanh góp là sơ đồ hai thanh góp có
máy cắt liên lạc nhw hình 3-5 sau:
Hình 3-5: Sơ đồ thanh góp phía cao áp.
III.3. So sánh kinh tế-kỹ thuật chọn phơng án tối u.
III.3.1. Vốn đầu t.
a. Ping án I:
Vốn đầu t máy biến áp .
Đợc tính theo công thức: V
B
= K
B1
ìv
B1
Trong đó: v
Bi
là tiền mua máy biến áp.
k

Bi
là hệ số chuyên chở lắp đặt.
Loại máy biến áp T 125/10.5 có giá là: v
B
= 162ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.1.
Loại máy biến áp TP 160/10.5 có giá là: v
B
= 276ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.3.
V
B
= 1.1ì 162ì10
3
ì40ì10
3
+ 1.3ì2ì276ì10
3

ì40ì10
3
=35832ì10
6
VNĐ
Vốn đầu t máy cắt.
Vốn đầu t máy cắt đợc tính theo công thức sau:
V
TB
=n
1
ìv
1
.
Trong đó: v
TB
là tiền mua máy cắt.
n
1
là số lợng máy cắt.
Phía điện áp cao có 4 bộ máy cắt loại FA-245-40 giá71ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ
23
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
Phía hạ áp 5 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá 15ì10
3
ì40ì10

3
VNĐ.
2 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá
21ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ.
V
TB
= 4ì71ì10
3
ì40ì10
3
+ 5ì15ì10
3
ì40ì10
3
+
+2ì21ì10
3
ì40ì10
3
=16040ì10
6
VNĐ.
Vậy tiền vốn mua máy biến áp và thiết bị là:
V
1
= V

B1
+ V
TB
= 35832ì10
6
+16040ì10
6
= 51872ì10
6
VNĐ.
Chi phí vận hành hàng năm.
Chi phí vận hành hàng năm của thiết bị đợc tính theo công thức sau:
P
1
= P
V1
+ P

A1
.
Trong đó:
P
V1
= a
vh
ìV
1
= 0.15ì51872ì10
6
= 7780.8ì10

6
VNĐ.
P

A1
= ìA = 0.07ì12.24523ì15ì10
3
= 12.86ì10
6
VNĐ.
Chi phí vận hành hàng năm là:
P
1
= P
V1
+ P

A1
= 7780.8ì10
6
+12.86ì10
6
= 7793.66ì10
6
VNĐ.
b. Ping án II:
Vốn đầu t máy biến áp .
Đợc tính theo công thức: V
B
= K

B2
ìv
B2
Trong đó: v
Bi
là tiền mua máy biến áp.
k
Bi
là hệ số chuyên chở lắp đặt.
Loại máy biến áp T 125/10.5 có giá là: v
B
= 162ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.1.
Loại máy biến áp TP 100/10.5 có giá là: v
B
= 173ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.4.
V

B
= 2ì1.1ì 162ì10
3
ì40ì10
3
+ 2ì1.4ì173ì10
3
ì40ì10
3
=33632ì10
6
VNĐ
Vốn đầu t máy cắt.
Vốn đầu t máy cắt đợc tính theo công thức sau:
V
TB
=n
2
ìv
2
.
Trong đó: v
TB
là tiền mua máy cắt.
n
2
là số lợng máy cắt.
Phía điện áp cao có 5 bộ máy cắt loại FA-245-40 giá71ì10
3
ì40ì10

3
VNĐ
Phía hạ áp 4 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá 15ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ.
1 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá
21ì10
3
ì40ì10
3
VNĐ.
24
Đồ án môn học thiết kế NMĐ.
V
TB
= 5ì71ì10
3
ì40ì10
3
+4ì15ì10
3
ì40ì10
3
+
+1ì21ì10
3
ì40ì10
3

=17440ì10
6
VNĐ.
Vậy tiền vốn mua máy biến áp và thiết bị là:
V
2
= V
B2
+ V
TB
= 33632ì10
6
+17440ì10
6
= 51072ì10
6
VNĐ.
Chi phí vận hành hàng năm.
Chi phí vận hành hàng năm của thiết bị đợc tính theo công thức sau:
P
2
= P
V2
+ P

A2
.
Trong đó:
P
V2

= a
vh
ìV
2
= 0.15ì51072ì10
6
= 7660.8ì10
6
VNĐ.
P

A1
= ìA = 0.07ì11.73152ì15ì10
3
= 12.32ì10
6
VNĐ.
Chi phí vận hành hàng năm là:
P
1
= P
V1
+ P

A1
= 7660.8ì10
6
+12.32ì10
6
= 7783.98ì10

6
VNĐ.
Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng 3-6 so sánh kinh tế các phơng án
sau:
Bảng 3-6
Ping án\ đại lợng Vốn đầu t(VNĐ) Chi phí(VNĐ)
Ping án I
51872ì10
6
7793.66ì10
6
Ping án II
51072ì10
6
7783.98ì10
6

Từ bảng trên ta thấy các phơng án có vốn đầu t và chi phí vận hành gần
bằng nhau nhng ta chọn phơng án II làm phơng án tính toán cho thiết kế. Vì ph-
ơng án II lắp đặt và vận hành dễ dàng hơn.
25