Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ là 100 MW

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Mục Lục.
Tính toán ph t i v cân b ng công su tụ ả à ằ ấ .............................................3
Nêu các ph ng án v ch n MBA.ươ à ọ .........................................................9
So sánh kinh t , k thu t ch n các ph ng án t i u.ế ỹ ậ ọ ươ ố ư .....................15
Tính toán dòng ng n m ch.ắ ạ ..................................................................26
Ch n khí c i n v dây d n.ọ ụ đ ệ à ẫ .............................................................39
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Lời nói đầu.
Đất nước ta đang bước 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 chương trình của ngành phát
dẫn điện em được nhà trường 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 ngưng hơi gồm 4
tổ máy, công suất mỗi tổ là 100 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10,5KV
và phát vào hệ thống 220KV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận
tình của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ
và hướng 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 được 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 hướng 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 được 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 được phương 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 ưu 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 4×100 MW = 400 MW.
Chọn 4 máy phát điện kiểu TBΦ-100-2 có các thông số như bảng 1-1 sau:
Bảng 1-1
P
đm
(MW) U
đm
(KV) I
đm
(KA)
COSϕ
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 dưới dạng
bảng theo % công suất tác dụng và hệ số cosϕ. Từ đó ta tính được phụ tải ở
các cấp điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau:
TB
t
t
Cos
P
S
ϕ
=
với :
100
%.
max
Pp
P
t
=
.
Trong đó: S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
Cosϕ
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, Cosϕ
đm
= 0,85 do đó
.6,117
85,0
100
MVA
Cos
P
S
dm
Gdm
dm
===
ϕ
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
P
NMđm
=4×P
Gđm
= 4×100 = 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
ϕ
=
với :
100
%.
max
Pp
P
t
=
.
Ta tính được 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 cosϕ = 0,85 được xác định theo công thức sau:
.

)(
6,04,0(.)(
max NM
NM
NMdmtd
S
tS
StS
×+=
α
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.
α: Hệ số % lượng 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 như 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 phương:
Như nhiệm vụ thiết kế đã cho P
max
= 38 MW, Cosϕ = 0,85 với công thức
sau:
( )
( )
TB
dp
dp

Cos
tP
tS
ϕ
=
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 phương.
I.2.4. Đồ thị phụ tải điện áp cao (220kv).
Phụ tải điện áp cao P
max
= 220 MW, Cosϕ = 0,87 với công thức sau:
( )
( )
TB
c
c
Cos
tP
tS
ϕ
=
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 .
Phương 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 được kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn
nhà máy như 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, tương 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 tương 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.
Ch¬ng II.
Nêu các phương án và chọn MBA.
II.1. Nêu các phương án.
Một trong những nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện là chọn sơ
đồ nối điện chính. Vì khi chọn được sơ đồ nối điện chính hợp lý, không những
đảm boả về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao.
• Phương án I:
Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phương án 1.
• Phương án II:
Hình 2-2: Sơ đồ nối điện phương 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 phương án.
II.2.1. Chọn công suất máy biến áp.
•Phương án I:
∗ Máy biến áp bộ.
Được 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 TдЦ125/10,5
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
được chọn là máy biến áp điều áp dưới tải với
điều kiện:

S
đmB
= 1/2 S
th
.
Với: S
th
là công suất còn lại đưa lên hệ thống.
( )
∑
+−=
TGF
TD
ngay
UFdmFth
SSSS
max
min
= 3×11,7 - (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 TPдЦH 160/10,5 có các thông số
như 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
•Phương án II:
∗ Máy biến áp bộ B
1
,B
2
được chọn như bộ máy biến áp bộ B
1
của
phương án I.
∗ Máy biến áp liên lạc:
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.

Được chọn là loại máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải có công suất
định mức được chọn theo công thức dưới đây:
( )






−−==
∑
TGF
TDUFdmFthBdmB
SSSSS
max
min,
2
1
2
1
43
=
=
MVA65,922,28
2
1
8,356,1172
2
1
=













−−×
⇒ Chọn máy biến áp B
3
,B
4
là loại TPдЦH 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:
• Phương 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 – 0.06×117.6 = 110.5 MVA
Phụ tải qua 2 máy biến áp B

2
, B
3
được tính như sau :
- Phụ tải truyền lên cao :
S
C-B2,B3
=
2
1
×( S
c
(t) – S
B1
)
Dựa vào bảng 1-6 và công thức trên tính được phụ tải cho từng thời điểm
được 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 < 1.3×160 = 208 MVA
Như vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình

thường.
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
•Phương án II:
Các bộ G
1
-B
1
;G
2
-B
2
được phân bố phụ tải như bộ G
1
-B
1
như ở phương
án 1.
∗ phụ tải qua 2 máy biến áp B
3
, B
4
:
+ Công suất tải lên cao :
S
C B3–B4
=
2
1
×(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. Phương 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

– 1.4×S
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 – 1.4×160 = 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. Phương 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
– 2×S
Bb
– 1.4×S
đmB
=
= 406.4 – 2×125 –1.4×100 = 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.
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
• 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.
II.3. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp.
II.3.1. Phương án I: Sai
•Đối với máy biến áp bộ B
1
, tổn thất điện năng được tính theo công thức.
T
S

S
PTPA
dmB
b
NO
×








×∆+×∆=∆
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 được tổn thất điện năng hàng năm của máy biến
áp B
1
.
( )
( )
.71.36088760
125
5.110
38.08760115.0
2
2
MwhA
=××+×=∆
•Tổn thất điện năng của máy biến áp B
2
và B
3
được tính theo công thức:
∑
××
∆
×+×∆×=∆
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
được 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:

( )
=






×+×+×+××+××=∆
2105116.12765.14756.127
160
525.0
365876014.02
2222
2
3,2 BB
A
=8637.13Mwh.
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm của phương án I là:
∆A
∑
= ∆A
B1
+∆A
B2,B3
= 3608.71 +8637.13 = 12245.23 Mwh.
II.3.2. Phương án II:

•Đối với máy biến áp B
1
,B
2
,tổn thất điện năng được tính theo công thức:
).(2
2
1
2,1
T
S
S
PTPA
dmB
b
NOBB
×








×∆+×∆×=∆
=
( )
( )
.42.7214)8760

125
5.110
38.08760115.0(2
2
2
2,1
MwhA
BB
=××+××=∆
•Tổn thất điện năng của máy biến áp B
3
,B
4
được tính theo công thức:
∑
××
∆
×+×∆×=∆
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
được 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:

( )
=






×+×+×+××+××=∆

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 phương 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 phương án như
bảng 2-6 sau:
Bảng 2-6
∆
A\ Phương án
Phương án I
Phương án II
∆
A, Kwh
12245.23 11731.52
14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Ch¬ng III.

So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phương án tối ưu.
III.1. Chọn sơ bộ các khí cụ điện.
III.1.1. Xác định dòng cưỡng bức các mạch.
a. Phương án I: hình 3-1.
Hình 3-1: Sơ đồ nối điện phương án I.
• Dòng cưỡng bức phía cao áp:
∗ Mạch đường dây về hệ thống.
Dòng làm việc cưởng bức được tính với điều kiện một đường dây bị đứt.
.403.0
2203
5.153
3
max
'
KA
U
S
I
cdm
HT
cb
=
×
=
×
=
Với: S
Htmax
là công suất tải về hệ thống qua đường 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
=
×
=
×
=
với: S
cmax
là công suất ở phụ tải cao, S
cmax
= 252.9 MVA.
∗ Mạch máy biến áp B
1
:
Dòng điện cưởng bức được xác định theo điều kiện làm việc cưởng bức

của máy phát G
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.
.324.0
2203
6.11705.1

3
05.1
1
'''
KA
U
S
I
cdm
dmG
cb
=
×
×
=
×
×
=
∗ 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
×S
đmB
= 1.4×160 =224 MVA .
Dòng cưởng bức qua máy biến áp
.588.0
2203
1604.1
3

4.1
''''
KA
U
S
I
cdm
dmB
cb
=
×
×
=
×
×
=
Vậy dòng điện làm việc cưởng bức lớn nhất ở phía điện áp cao là:
I
cb1
= 0.664 kA.
•
Dòng cưởng 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
=
×
×
=
×
×
=
∗ Mạch máy phát phía hạ áp.
.789.6
5.103
6.11705.1
3
05.1
3
KA
U
S
I
hdm
dmG
cb
=
×
×
=

×
×
=
∗ Dòng cưởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
2
.
Xét hai trường hợp: phụ tải max và phụ tải min.
+ Phụ tải max:
Dòng công suất cưởng 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
'

=×+






×−−××=
=×+






×−−××=
+
Khi phụ tải min:
Dòng công suất cưởng 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
'
=×+






×−−××=
=×+






×−−××=
⇒ Dòng cưởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
2
là:
.598.5

5.103
808.101
3
'
'
KA
U
S
I
hdm
cb
cb
=
×
=
×
=
16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
∗ Dòng cưởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc là:
+
Khi phụ tải max:
Lượng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.95.2862.28
4
3
7.446.1173
4
3
maxmax

MVASSSS
TDdFdmFth
=×−−×=×−−=
∑
+
Khi phụ tải min:
Lượng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.35.3002.28
4
3
3.316.1173
4
3
maxmin
MVASSSS
TDdFdmFth
=×−−×=×−−=
∑
Khả năng tải của máy biến áp khi sự cố một máy biến áp .
K
qtsc
×S
đmB
= 1.4×160 =224 MVA .
Dòng công suất cưởng 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
=×+×+−=
=×+×+−×=
Dòng công suất cưởng 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

=×+×+−=
=×+×+−×=
⇒ Dòng công suất cưởng 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
=
×
=
×
=
Vậy dòng cưởng bức qua kháng lớn nhất là: I
cb4
= 7.057 KA.
b. Phương án II: hình 3-2.
17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Hình 3-2: Sơ đồ nối điện phương án II.
• Dòng cưỡng bức phía cao áp:
∗ Mạch đường dây về hệ thống.

Dòng làm việc cưởng bức được tính với điều kiện một đường dây bị đứt.
.403.0
2203
5.153
3
max
'
KA
U
S
I
cdm
HT
cb
=
×
=
×
=
Với: S
Htmax
công suất về hệ thống qua đường 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
=
×
=
×
=
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 cưởng bức được xác định theo điều kiện làm việc cưởng 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
=
×
×
=
×
×
=
∗ 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
×S
đmB
= 1.4×100 =140 MVA .
Dòng cưởng bức qua máy biến áp
.367.0

2203
1004.1
3
4.1
''''
KA
U
S
I
cdm
dmB
cb
=
×
×
=
×
×
=
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 cưởng bức lớn nhất ở phía điện áp cao là:
I
cb1
= 0.664 kA.
• Dòng cưởng 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
=
×
×
=
×
×
=
∗ Mạch máy phát phía hạ áp.
.789.6
5.103
6.11705.1
3
05.1
3
KA
U
S
I
hdm
dmG
cb
=
×
×
=
×

×
=
∗ Dòng cưởng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
3
.
Xét hai trường hợp: phụ tải max và phụ tải min.
+
Phụ tải max:
Dòng công suất cưởng 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
'
=×+







×−−×=
=×+






×−−×=
+
Khi phụ tải min:
Dòng công suất cưởng 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
'
=×+






×−−×=
=×+






×−−×=
⇒ Dòng cưởng 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
=
×
=
×
=
∗ Dòng cưởng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc là:
+
Khi phụ tải max:
Lượng công suất thừa tải lên hệ thống là.
.4.1762.28
4
2
7.446.1172
4
2
maxmax
MVASSSS
TDdFdmFth
=×−−×=×−−=
∑

+
Khi phụ tải min:
Lượng 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
=×−−×=×−−=
∑
Khả năng tải của máy biến áp khi sự cố một máy biến áp .
K
qtsc
×S
đmB
= 1.4×100 =140 MVA .
Dòng công suất cưởng 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
=×+×+−=
=×+×+−×=
Dòng công suất cưởng 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
=×+×+−=
=×+×+−×=

⇒ Dòng công suất cưởng 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
=
×
=
×
=
Vậy dòng cưởng 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 cưởng bức
sau: bảng 3-1
Bảng 3-1
Phương án\ I
cb
(

kA) I

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

•
Chọn loại máy cắt.
∗ Phía điện áp cao.
Từ dòng điện cưởng 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)
20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
245 3150 460 1050 40 102
∗ Phía điện áp thấp.
Từ các dòng cưởng 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 cưởng bức qua kháng I
cb
= 7.057kA nên ta phải chọn kháng có dòng
cưởng 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:ư
Bảng3-4
U
đm
(kv) I
đm
(A)
X
đm
(
Ω
)
∆
P(kw)
I
ôdd
(kA) I
ônh
(kA)
10 4000 0.23 25.7 53 42
b. Phương án II:

• Chọn loại máy cắt.
∗ Phía điện áp cao.
Từ dòng điện cưởng 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 cưởng 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 cưởng bức qua kháng I
cb
= 2.848kA nên ta chọn kháng có dòng
cưởng 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
(
Ω
)
∆
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
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Sơ đồ thanh góp máy phát được chọn như hình 3-3 sau:
Hình 3-3: Sơ đồ thanh góp máy phát phương án I .
b. Ping án II:
Sơ đồ thanh góp máy phát được chọn như hình 3-4 sau:
Hình 3-4: Sơ đồ thanh góp phát phương án II
22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
III.2.2. Sơ đồ thanh góp điện áp cao áp.
Cả hai phương 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 phương án tối ưu.
III.3.1. Vốn đầu tư.
a. Ping án I:
∗ Vốn đầu tư máy biến áp .
Được tính theo công thức: V
B
= ∑K
B1
×v
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
= 162×10
3
×40×10
3
VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.1.
Loại máy biến áp TP 160/10.5 có giá là: v
B
= 276×10

3
×40×10
3
VNĐ, hệ
số chuyên chở k
B1
=1.3.
⇒ V
B
= 1.1× 162×10
3
×40×10
3
+ 1.3×2×276×10
3
×40×10
3
=35832×10
6
VNĐ
∗ Vốn đầu tư máy cắt.
Vốn đầu tư máy cắt được tính theo công thức sau:
V
TB
=∑n
1
×v
1
.
Trong đó: v

TB
là tiền mua máy cắt.
n
1
là số lượng máy cắt.
23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
Phía điện áp cao có 4 bộ máy cắt loại FA-245-40 giá71×10
3
×40×10
3
VNĐ
Phía hạ áp 5 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá 15×10
3
×40×10
3
VNĐ.
2 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá
21×10
3
×40×10
3
VNĐ.
⇒ V
TB
= 4×71×10
3
×40×10
3
+ 5×15×10

3
×40×10
3
+
+2×21×10
3
×40×10
3
=16040×10
6
VNĐ.
Vậy tiền vốn mua máy biến áp và thiết bị là:
V
1
= V
B1
+ V
TB
= 35832×10
6
+16040×10
6
= 51872×10
6
VNĐ.
∗ Chi phí vận hành hàng năm.
Chi phí vận hành hàng năm của thiết bị được tính theo công thức sau:
P
1
= P

V1
+ P
∆
A1
.
Trong đó:
P
V1
= a
vh
×V
1
= 0.15×51872×10
6
= 7780.8×10
6
VNĐ.
P
∆
A1
= β×∆A = 0.07×12.24523×15×10
3
= 12.86×10
6
VNĐ.
⇒ Chi phí vận hành hàng năm là:
P
1
= P
V1

+ P
∆
A1
= 7780.8×10
6
+12.86×10
6
= 7793.66×10
6
VNĐ.
b. Ping án II:
∗ Vốn đầu tư máy biến áp .
Được tính theo công thức: V
B
= ∑K
B2
×v
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
= 162×10
3
×40×10
3

VNĐ, hệ số
chuyên chở k
B1
=1.1.
Loại máy biến áp TP 100/10.5 có giá là: v
B
= 173×10
3
×40×10
3
VNĐ, hệ
số chuyên chở k
B1
=1.4.
⇒ V
B
= 2×1.1× 162×10
3
×40×10
3
+ 2×1.4×173×10
3
×40×10
3
=33632×10
6
VNĐ
∗ Vốn đầu tư máy cắt.
Vốn đầu tư máy cắt được tính theo công thức sau:
V

TB
=∑n
2
×v
2
.
Trong đó: v
TB
là tiền mua máy cắt.
n
2
là số lượng máy cắt.
Phía điện áp cao có 5 bộ máy cắt loại FA-245-40 giá71×10
3
×40×10
3
VNĐ
Phía hạ áp 4 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá 15×10
3
×40×10
3
VNĐ.
24
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NMĐ.
1 bộ máy cắt loại 8FGB-12-80 giá
21×10
3
×40×10
3
VNĐ.

⇒ V
TB
= 5×71×10
3
×40×10
3
+4×15×10
3
×40×10
3
+
+1×21×10
3
×40×10
3
=17440×10
6
VNĐ.
Vậy tiền vốn mua máy biến áp và thiết bị là:
V
2
= V
B2
+ V
TB
= 33632×10
6
+17440×10
6
= 51072×10

6
VNĐ.
∗ Chi phí vận hành hàng năm.
Chi phí vận hành hàng năm của thiết bị được tính theo công thức sau:
P
2
= P
V2
+ P
∆
A2
.
Trong đó:
P
V2
= a
vh
×V
2
= 0.15×51072×10
6
= 7660.8×10
6
VNĐ.
P
∆
A1
= β×∆A = 0.07×11.73152×15×10
3
= 12.32×10

6
VNĐ.
⇒ Chi phí vận hành hàng năm là:
P
1
= P
V1
+ P
∆
A1
= 7660.8×10
6
+12.32×10
6
= 7783.98×10
6
VNĐ.
Từ các kết quả tính toán trên ta có bảng 3-6 so sánh kinh tế các phương
án sau:
Bảng 3-6
Ping án\ đại lượng Vốn đầu tư(VNĐ) Chi phí(VNĐ)
Ping án I
51872×10
6
7793.66×10
6
Ping án II
51072×10
6
7783.98×10

6

Từ bảng trên ta thấy các phương án có vốn đầu tư và chi phí vận hành
gần bằng nhau nhưng ta chọn phương án II làm phương án tính toán cho thiết
kế. Vì phương án II lắp đặt và vận hành dễ dàng hơn.
25