Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngưng hơi gồm 3 tổ máy, công suất mỗi tổ là 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10KV , phụ tải trung áp 110KV và phát vào hệ thống 220KV

đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

Mục lục

Chơng I- Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.1- Chọn máy phát điện.

3

1.2- Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp
1.2.1-Phụtải địa phơng.
1.2.2- Phụ tải phía trung áp

3

4
5

1.2.3-Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

6

1.2.4- Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:

7

1.2.5- Công suất phát về hệ thống.

8

1.3-Các nhận xét.

10

1.3.1-Tình trạng phụ tải ở các cấp điện áp.
1.3.2-Dự trữ của hệ thống.
1.3.3- Cấp điện áp.
Chơng ii- lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy.

10
10
10

2.1- Các phơng án nối dây.
2.2-Chọnmáy biến áp cho các phơng án

10
11
15

2.2.1-Phơng án I.

16

2.2.2-Phơng án II.

18

2.3- Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thờng.

20

2.3.1- Phơng án I.

20

2.3.2-Phơng án II.

21

2.4-Kiểm tra quá tải của các máy biến áp:
2.4.1- Phơng án I.

22

2.4.2- Phơng án II.

25

2.5- Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp .
2.5.1- Phơng án I.

27
27

2.5.2- Phơng án II.

30

Chơng III-TíNH TOáN KINH Tế XáC ĐịNH PHƯƠNG áN TốI ƯU
1

Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
3.1-Tính toán dòng cỡng bức của các phơng án.

32

3.1.1-Phơng án I.

32

3.1.2- Phơng án II.

36

3.2- Chọn sơ bộ các khí cụ điện.

40

3.2.1- Chọn máy cắt.

40

3.2.2- Chọn dao cách li.

41

3.3-tính toán kinh tế- xác định phơng án tối u.

43

3.3.1-chọn sơ đồ thiết bị phân phối các cấp.

43

3.3.2- sơ đồ tính toán kinh tế.

44

Chơng IV-Tính toán ngắn mạch.

49

4.1- Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-1.

51

4.1- Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-1.

51

4.2- Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-2.

54

4.3- Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-3.

56

4.4.Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-4.

59

4.5- Lập sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch điểm N-5.

60

4.6- Lập sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch điểm N-6.

64

4.7- Lập sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch điểm N-7.

67

Chơng V-Chọn khí cụ điện và dây dẫn.

73

5.1-Chọn máy cắt và dao cách li.

73

5.1.1- Chọn máy cắt.

73

5.2.1- Chọn thanh dẫn cứng.

76

5.3- Chọn sứ đỡ thanh dẫn.

78

5.4- Chọn dây dẫn mềm.

79

5.5- Chọn cáp và kháng điện cho phụ tải địa phơng.
5.5.1) chọn cáp.

85
2

Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

85


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
5.5.2- Chọn kháng điện.

88

5.6-Chọn máy biến áp đo lờng và máy biến dòng.

92

5.6.1-Sơ đồ nối BU và BI với dụng cụ đo.

92

5.6.2-Chọn máy biến điện áp (BU).

93

5.6.3-Chọn máy biến dòng điện (BI).

94

Chơng 6- chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng.

96

6.1- Sơ đồ tự dùng.

96

6.2- Chọn máy biến áp cấp 1.

97

6.3-Chọn máy biến áp cấp 2.

98

6.4-Chọn khí cụ điện tự dùng.

98

6.4.1-Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp 1.

98

6.4.2-Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp 1.

99

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 hệ
thống 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 3
tổ máy, công suất mỗi tổ là 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10KV ,
phụ tải trung áp 110KV 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 hớng dẫn tận tình của thầy giáo TS Đào Quang Thạch 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!
3
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

Sinh Viên:

Chơng I
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.

1.1- Chọn máy phát điện.
Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 3ì50 MW = 150 MW.
Chọn 3 máy phát điện kiểu TB-50 -3600 có các thông số nh bảng 1-1 sau:
Bảng 1-1:
Ký hiệu
Sđm
Pđm cosđm
Uđm
Iđm

Điện kháng tơng
tơng đối
Xd
Xd
Xd
MVA MW
KV
KA
TB-503600

62,5

50

0,8

10,5

4
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

5,73

0,135

0,3

1,84

đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

1.2- Tính toán phụ tải 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 ỏ
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. 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.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ
tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max
và hệ số costb 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 :

St =

Pt
Cos TB

với Pt =

p%.Pmax
.
100

Trong đó: S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
cosTB là hệ số công suất trung bình của từng phụ tải.
P%:Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm
công suất cực đại.
Pmax : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW.

1.2.1-Phụ tải địa phơng
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho Pmax = 30MW, cos = 0,86, Uđm= 10KV,
gồm 4 đờng dây cáp kép, 5 đờng dây cáp đơn và có bảng biến thiên phụ tải
theo từng giờ. Phụ tải địa phơng theo từng giờ đợc tính nh sau :

S dp ( t ) =
với: P ( t ) =
dp

Pdp ( t )

cos

tb

Pdp %.Pdp max
100

.

Ta có kết quả cho ở bảng 1-2 và đồ thị phụ tải địa phơng, hình 1.3:
Bảng 1-2
5
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
T(h)
Pđp%
Pđp(t)(MW)
Sđp(t)(MVA)

0-7

60
18
20.930

7-12

12-18

80
24
27.907

100
30
34.884

18-24

70
21

24.419

Hình 1.3- Đồ thị phụ tải địa phơng:

1.2.2- Phụ tải phía trung áp
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho Pmax = 70MW, cos = 0,88, Uđm= 110KV,
gồm 1 đờng dây cáp kép 40MW, 1 đờng dây cáp đơn 30MW và có bảng biến
thiên phụ tải theo từng giờ:
Bảng 1.3
t(h)
0-8
8-12
12-20
20-24
P%
60
80
100
70
Phụ tải trung áp theo từng giờ đợc tính nh sau :

S T ( t) =
với: PT ( t ) =

PT ( t )
cos T

PT %.PT max
.
100

Ta có kết quả cho ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải địa phơng, hình 1.5:
Bảng 1-4
T(h)

0-7

7-12

12-18

6
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

18-24


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
70
49
55.682

Pđp%
PT(t)(MW)
ST (t)(MVA)

100
70
79.545

80
56
63.636

60
42
47.727

Hình 1.5- Đồ thị phụ tải phía trung áp:

1.2.3-Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.

Nhà máy gồm 3 tổ máy có: Pđm = 50 MW, cosđm = 0,8 do đó

S dm =

PFdm
50
=
= 62,5MVA.
cos dm 0,8

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
PNMđm = 3.PFđm = 3.50 = 150 MW
SNMđm = 3.62,5=187,5 MVA.
Biến thiên công suất phát toàn nhà máy trong từng giờ đợc tính toán theo
công thức sau:
St =

Pt

Costb

với : Pt =

p%.PNMdm
.
100

Ta tính đợc đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian .Kết quả ghi trong
bảng 1-6 và đồ thị phụ tải nhà máy hình 1.6.
7
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
Bảng 1-5
t(giờ)
P%
PNM(t) MVA
SNM(t) MVA

0-10
80
120
150

10-18
100
150
187,5

18-24
80
120
150

Hình 1.6- Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:

1.2.4- 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:

S td ( t ) = .S NMdm (0,4 + 0,6.
Trong đó :

S NM ( t )
.
S NMdm

Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy tại thời điểm t.
SNMđm: Tổng công suất của nhà máy MVA.
SNM(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t

Từ các số liệu tính toán đợc trong phần 1.2.3, thay số liệu vào công thức
trên ta có kết quả về phụ tải tự dùng của nhà máy cho trong bảng 1.6 và đồ
thị biểu diễn trên hình 1.7:
Bảng 1.6
T(h)
SNM(MVA)

0-10
150

10-18
187,5
8

Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

18-24
150


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
STD(MVA)
9,9
11,25
Hình 1.7: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:

9,9

STD(MVA)
11.4

11,25

11.2
11
10.8
10.6

10.4
10.2
9,9

10

9,9

9.8

10

0

t(h)

18

24

1.2.5- Công suất phát về hệ thống:
Phơng trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
SNM(t) = Sđp(t)+ ST(t) + Std(t) + Sc(t)+ SHT(t).
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp, đồng thời nhà náy không có
phụ tải phía cao áp, nên ta có:
SHT(t) = SNM(t) - [SđP(t)+ ST(t) + Std(t)].
Từ đó ta lập đợc kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà
máy nh bảng 1-7 và đồ thị phụ tải hình 1-8.
Bảng 1.7
t(h)

0-7
7-8
8-10
10-12
12-18
18-20
20-24
SNM(MVA)

150

150

150

187.5

9
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

187.5

150

150


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
SdP(MVA)
ST (MVA)

STD(MVA)
SHT(MVA)

20,93

27,907

27,907

27,907

34,884

24,419

24,419

55,682

55,682

79,545

79,545

63,636

63,636

47,724

9,9

9,9

9,9

11,25

11,25

9,9

9,9

63,488

56,511

32,648

68,798

77,73

52,045

67,957

Hình 1.8- Đồ thị phụ tải hệ thống:

90
80
70

SVHT(MVA)

67,957

63,488
68,798

60
50

77,73

56,511

52,045

40
30

32,648

20

t(h)

10
0
7 8 10

12

18 20

24

1.3-Các nhận xét.
1.3.1-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 Pmax= 30MW, nhỏ so với công suất một máy phát P = 50MW và
toàn nhà máy thiết kế.
Phụ tải cấp điện áp trung PTmax= 70MW tơng đối lớn.
Không có phụ tải ở cấp điện áp cao.
1.3.2-Dự trữ của hệ thống.
Ta có dự trữ của hệ thống S = 96MVA, lớn hơn so với công suất một
máy phát, tuy nhiên nhỏ hơn công suất của nhà máy.
Điều này cho ta thấy nhà máy có vai trò quan trọng trong hệ thống điện.
Công suất của hệ thông cũng tơng đối lớn SHT= 1200MVA.

10
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

1.3.3- Cấp điện áp.

Nhà máy thiết kế chỉ có ba cấp điện áp là:
Cấp điện áp máy phát Uđm= 10,5KV.
Cấp điện áp trung áp UTđm=110KV.
Cấp điện áp cao có Uđm= 220KV.

Chơng ii- lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy.
2.1- Các phơng án nối dây.
Lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy có vai trò quan trọng trong việc thiết
kế nhà máy điện . Việc đảm bảo sơ đồ nối dây của nhà máy điện hợp lý sẽ
quyết định đến tính đảm bảo về mặt kỹ thuật và kinh tế. Vì vậy phải hết sức
thận trọng khi lựa chọn sơ đồ nối dây và phải có những căn cứ chặt chẽ đảm
bảo cho việc này.
Cơ sở để để xác định các phơng án có thể là số lợng và công suất máy phát
điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới và phụ tải tơng ứng , trình tự xây
dựng nhà máy điện và lới điện ...
Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau :
* Nguyên tắc 1:
Nếu công suất cấp điện áp máy phát thoả mãn:
SuFđmmax (15ữ23)% SđmF thì không cần dùng thanh góp điện áp
máy phát
* Nguyên tắc 2:
11
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
Các tổ máy nối vào thanh góp điện áp máy phát góp máy phát phải thoả
mãn điều kiện: khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì các tổ máy còn lại phải
đảm bảo cho phụ tải địa phơng và tự dùng của chính các toỏ máy đó.
*Nguyên tắc 3:

Nếu lới cao-trung là lới trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì dùng 2
máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc. Ngợc lại ta dùng máy biến áp
3 cuộn dây nếu là 3 cấp và 2 cuộn dây nếu là 2 cấp.
* Nguyên tắc 4:
Để vận hành đơn giản ta chọn số lợng các bộ máy phát- máy biến áp ở bên
trung phù hợp với phụ tải cấp đó.
Đối với trờng hợp có máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu ta chọn
Sbộ STmax, vì máy biến áp tự ngẫu khuyến khích truyền từ trung sang cao.
Đối với trờng hợp máy biến áp liên lạc là máy biến áp 3 cuộn dây ta chọn:
Sb STmin.
Số lợng bộ máy phát máy biến áp bên cao phụ thuộc vào phụ tải cao và
công suất phát về hệ thống, đồng thời có xét đến công suất truyền tải lên cao
của máy biến áp liên lạc.
* Nguyên tắc 5:
Khi phụ tải phia trung áp quá nhỏ không nhất thiết phải ding máy biến áp
liên lạc 3 cuộn dây hay máy biến áp tự ngẫu, khi đó ta coi phụ tải cấp này
nh phụ tải địa phơng, sử dụng máy biến áp để thay đổi cấp điện áp,lấy điện
từ một thiết bị phân phối nào đó hoặc từ đầu cực máy phát.
* Nguyên tắc 6:
Nếu tổ máy phát có công suất nhỏ có thể ghép chung 2 máy phát với 1 máy
biến áp nếu thoả mãn: SFghép Sdự phòng HT.
* Nguyên tắc 7:
Phụ tải cấp điện áp máy phát chỉ lấy điện từ thanh góp máy phát ở phía hạ
của máy biến áp liên lạc.
Công suất tự dùng lấy điên từ các tổ máy.
12
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

áp dụng các nguyên tắc trên vào nhà máy điện thiết kế ta có các nhận xét
sau:
-Phụ tải địa phơng Sdpmax=34,888MVA.
S dp max
S

F
dm

=

34,888
.100% = 69,768% > 15% .
50

Vậy trong sơ đồ nối điện dùng thanh góp máy phát.
Sđmáy phát = 50MVA.
Sđpmax=34,888MVA.
Stdmax=

11,25
=3,75MVA.
3

+Nếu dùng 2 tổ máy :Sđpmax+2.Stdmax= 34,888+2.3,75= 42,388 < 50MVA.
+ Nếu dùng 3 tổ máy: Sđpmax+3.Stdmax= 34,888+3.3,75= 46,138< 100MVA.
Vậy dùng 2 hoặc 3 tổ máy nối vào thanh góp điện áp máy phát .
-Lới cao(220KV)- trung(110KV), đều có trung tính trực tiếp nối đất và hệ số
có lợi:
=

U c U T 220 110
=
= 0,5
Uc
220

Vậy dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc.
- Mặt khác:

Sdự trữ HT= 8%.1200= 96< 2.50= 100MVA.

Vậy không thể ghép 2 máy phát điện vào 1 máy biến áp .
Từ các nhận xét trên ta có thể sơ bộ vạch ra một số phơng án nối dây:

* Phơng án I:

13
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


®å ¸n m«n häc thiÕt kÕ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

SHT

SUC

B1

sUT

B2

B3

sDP
sTD
F1

F2

F3

* Ph¬ng ¸n II:

SHT

SUC

sUT

220KV

B1

110KV

B2
sDP

6,3KV

sTD
F1

* Ph¬ng ¸n III:

14
Sinh viªn: NguyÔn V¨n Kiªn- HT§I- K45

F1

F1


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

S

220KV

B

B

3

SHT

UT

110KV

B

1

s
s

s

UC

2

DP

6,6KV

s

TD

TD

F

3

F

1

F

2

Sơ bộ có thể loại phơng án III vì ta thấy so với sơ đồ I và II thì bộ máy
phát máy biến áp của phơng án này sẽ phải chọn với cấp điện áp cao hơn.
Điều này dẫn đến sự không tối u về mặt kinh tế, đồng thời rất khó khăn, tốn
kém trong vận hành và lựa chọn thiết bị bảo vệ. Mặt khác ta còn nhận ra do
phụ tải phía trung áp là 70KVA do vậy đặt bộ máy phát máy biến áp ở
phía cao áp cha hẳn đã tối u hơn so với phơng án I và II.
2.2- Chọn máy biến áp cho các phơng án:
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng
công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện .
Chọn mba trong nhà máy điện là loại , số lợng , công suất định mức và hệ số
biến áp . MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện
bình thờng và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất
Nguyên tắc chung để chọn mba là trớc tiên chọn SđmB công suất cực
đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thờng , sau đó kiểm tra
lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của mba . Xác định công suất
thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần lợt chọn
mba cho từng phơng án
Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi
trờng nơi lắp đặt nhà máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định
mức của chúng.
2.2.1- Phơng án I:
- Sơ đồ:

15
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
SHT

SUC

B1

sUT

B2

B3

sDP
sTD
F1

F2

F3

1)Chọn máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát máy biến áp B 3
-Công suất :
Công suất của máy biến áp trong sơ đồ bộ B3 đợc chọn thoả mãn điều kiện:
SđmBSFđm =62,5MVA.
Cấp điện áp phía cao: Uc=110KV.

Cấp điện áp phía hạ: UH=10,5KV.
-Loại:
Từ điều kiện công suất trên, tra phụ lục Thiết kế nhà máy điện và trạm biến
áp ta chọn máy biến áp 3 pha 2 cuận dây với số hiệu và các thông số cho
trong bảng sau:

Bảng 2.1:
Tham số Sđm Uc
MVA kV
Mã hiệu
63
115
TH
2). Chọn máy biến áp liên lạc :

Uh
kV

Po
kW

Pn
kW

Un%

Io%

10,5

59

245

10,5

0,6

Với nhận xét nh ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là máy
biến áp tự ngẫu theo điều kiện sau :
SB1=SB2

1
.S th
2.

Trong đó:
16
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
:Hệ số có lợi, =

U C U T 220 110
=
= 0,5 .
UC
220

Sth: Công suất truyền về hệ thống, đợc xác định theo công thức:
Sth= SFđm- Sđpmin-STDmax.
Với:
SFđm: Tổng công suất phát định mức của các máy phát ghép vào
thanh góp điện áp máy phát, SFđm=2.62,5=125MVA.
Sđpmin: Phụ tải cực tiểu ở cấp điện áp máy phát, từ
chơng I ta có Sđpmin=20,93MVA.

bảng (1.2) ở

STDmax: Công suất tự dùng cực đại của các tổ máy ghép vào thanh
góp máy phát, từ bảng (1.7) chơng I ta có:
STDmax=2/3.11,25 =7,5MVA.
Vậy :
Sth = 125- 20,93- 7,5= 96,57 MVA.
Công suất máy biến áp tự ngẫu cần phải chọn:
1
S =S
.96,57 = 96,57MVA .
B1 B2 2.0,5
Tra phụ lục [III.6] trong Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn
loại máy biến áp tự ngẫu loại ATTH-125, có các thông số cho trong bảng
sau:
Bảng 2.2
Tham số
Sđm
U
P0
PN
Un%

MVA
KV
KW
KW

Số liệu

ATTH

125

c

T

H

230

121

11

75

2.2.2-Phơng án II
-Sơ đồ:
17
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

I0%

C-T

C-H

T-H

C-T

C-H

T-H

290

-

-

11

31

19

0,6


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

SHT

SUC

sUT

220KV

B1

110KV

B2
sDP

6,3KV

sTD
F1

F1

F1

- Chọn dung lợng máy biến áp tự ngẫu:
áp dụng công thức tơng tự nh chọn máy biến áp tự ngẫu của phơng án I:
Với nhận xét nh ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là máy
biến áp tự ngẫu theo điều kiện sau :
SB1=SB2

1
.Sth
2.

Trong đó:
:Hệ số có lợi, =

U C U T 220 110
=
= 0,5 .
UC
220

Sth: Công suất truyền về hệ thống, đợc xác định theo công thức:
Sth= SFđm- Sđpmin-STDmax.
Với:
SFđm: Tổng công suất phát định mức của các máy phát
ghép vào thanh góp điện áp máy phát, SFđm=3.62,5=187,5MVA.
Sđpmin: Phụ tải cực tiểu ở cấp điện áp máy phát, từ
ta có Sđpmin=20,93MVA.

bảng (1.3) ở chơng I

STDmax: Công suất tự dùng cực đại của các tổ máy ghép vào thanh góp
máy phát, từ bảng (1.7) chơng I ta có:
18
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
STDmax=11,25 MVA.
Vâỵ Sth = 187,5- 20,93- 11,25 =155,32 MVA.
Công suất máy biến áp tự ngẫu cần phải chọn:
1
S =S
.155,32 = 155,32MVA .
B1 B2 2.0,5
Tra phụ lục [III.6] trong Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn
loại máy biến áp tự ngẫu loại ATTH-160, có các thông số cho trong bảng
sau:
Bảng 2.3
Tham số
Số liệu
ATTH

Sđm
MVA

160

U
KV

P0
KW

c

T

H

230

121

11

85

PN
KW

Un%

I0%

C-T

C-H

T-H

C-T

C-H

T-H

380

-

-

11

32

20

2.3- Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình th ờng :
2.3.1- Phơng án I:
a) Đối với máy biến áp nối bộ B3:
- Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 24h lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng.
Khi đó công suất tải cho qua các cuộn dây của máy biến áp bộ đợc tính theo
công thức:
- S B 3 = SdmF

STD max
11,25
= 62,5
= 58,75 MVA <63
3
3

b) Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến áp tự ngẫu
B1và B2:
- Công suất truyền về phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây

điện áp cao đợc phân bố theo biểu thức sau :
Sc(B1) = Sc(B2) =

1
SVHT
2

19
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45

0,5


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
- Công suất truyền về phía điện áp trung 110kV : Công suất của cuộn dây
điện áp trung đợc phân bố theo biểu thức sau :
S S
ST(B1) = ST(B2) = T B3
2
- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất đợc phân bố theo biểu thức
sau:
SB1H = SB2H = SB1C + SB1T = SB2C + SB2T
-Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2 đợc
ghi trong bảng:
Bảng 2.4:
0-7
7-8
8-10
10-12
12-18

18-20
20-24
t(h)
SBC(MVA)
31,744 28,256 16,324 34,399 38,865 26,023 33,979
T
SB (MVA)
-1,534 -1,534 10,398 10,398 2,443
2,443
-5,513
SBH(MVA)
30,210 26,722 26,722 44,797 41,308 28,466 28,466
Dấu (-) trớc công suất của cuộn dây trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải
công suất từ phía trung sang cuộn cao áp.
2.3.2-Phơng án II:
Sơ đồ nối điện của phơng án II không có máy biến áp nối bộ do vậy ta chỉ
tính phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu B1 và B2.
- Công suất truyền về phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây điện
áp cao đợc phân bố theo biểu thức sau :
Sc(B1) = Sc(B2) =

1
SVHT
2

- Công suất truyền về phía điện áp trung 110kV : Công suất của cuộn dây
điện áp trung đợc phân bố theo biểu thức sau :
ST(B1) = ST(B2) =

ST

2

- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất đợc phân bố theo biểu thức
sau:
SB1H = SB2H = SB1C + SB1T = SB2C + SB2T
20
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
- Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2 đợc ghi
trong bảng:
Bảng 2.5:
0-7
7-8
8-10
10-12
t(h)
SBC(MVA)
31,744 28,256 16,324 34,399
SBT(MVA)
27,841 27,841 39,773 39,773
SBH(MVA)
59,585 56,097 56,097 74,172
2.4-Kiểm tra quá tải của các máy biến áp:

12-18

18-20

20-24

38,865
31,818
70,683

26,023
31,818
57,841

33,979
23,862
57,841

2.4.1- Phơng án I
a) Máy biến áp nối bộ B3:
-Vì công suất máy biến áp 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 trong phần trớc, nên đối với máy
biến áp B3 ta không cần phải kiểm tra quá tải.
b) Các máy biến áp liên lạc B1 và B2 :
* Quá tải thờng xuyên :
Công suất định mức của B1 và B2 đã đợc chọn lớn hơn công suât thừa cực
đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thờng xuyên
* Quá tải sự cố :
- Trờng hợp hỏng máy biến áp bộ:
Giả thiết sự cố 1 máy biến áp bộ B3 ứng với thời điểm phụ tải điện áp trung
cực đại S110max = 79,545 (MVA) trong thời điểm 7h ữ 12h.

21

Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

S

SHT

UT

B

B

1

B

2

s
s

s

UC

3

DP

TD

F

1

F

2

F

3

+ Cuộn trung áp của máy biến áp B1 (B2) phải truyền tải sang thanh góp
110kV một lợng công suất là:
STB1(B2) =

S110 max
79,545
= 39,773 (MVA)
=
2
2

+ Công suất cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu
S
1

11,25 27,907
SB1H=SB2H =SđmF- tdmax .S = 62,5

= 44,797 MVA
2 dp
3
2
3
+ Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu truyền về hệ thống là :
SB1C =SB2C = SB1H - SB1T= SB2C-SB2T=44,797-39,773=5,024 MVA.
Trong khi đó khả năng quá tải của cuộn cao là 125MVA, cuộn trung và cuộn
hạ là .SđmB1(B2)=0,5.125 =62,5MVA. Vậy Cuộn cao , trung và hạ của máy
biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
+ Lợng công suất thiếu của nhà máy phát lên thanh góp so với lúc bình thờng
là:
Sthiếu=SVHT max- SB1C- SB2C=68,798-2.5,024= 58,75(MVA)
Trong trờng hợp trên công suất thiếu hụt phát về hệ thống vẫn luôn nhỏ hơn
dự trữ quay của hệ thống SDT= 96 MVA, hệ thống vẫn làm việc bình thờng.
-Trờng hợp hỏng một máy biến áp liên lạc:
22
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
Giả thiết hỏng máy biến áp liên lạc B2 khi phụ tải phía trung cực đại
STmax = 79,545 (MVA) trong thời điểm 7h ữ 12h.

SHT

SUC

B1

sUT

B2

B3

sDP
sTD
F1

F2

F3

- Cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu B2 phải tải :
STB1= STmax - SB3
= 79,545- (62,5-

11,25
) = 13,295(MVA).
3

- Khi đó cuộn hạ của máy biến áp B1 sẽ tải một lợng công suất :
SH(B2) = SđmF -

2.Std max
2.11,25

27,907 =89,593(MVA)
-Sđp = 2.62,5
3
3

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu B1 truyền về hệ thống là :
SB1C = SB1H - SB1T = 89,593-13,295 =76,298(MVA).
Trong khi đó khả năng quá tải của cuộn cao là 125MVA, cuộn trung và
cuộn hạ là .SđmB1(B2)=0,5.125 =62,5MVA. Vậy Cuộn cao , trung của máy
biến áp tự ngẫu không bị quá tải.Cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu bị quá tải.
Xét điều kiện khả năng quá sự cố máy biến áp cho phép quá tải Máy 40%
công suất định mức trong suốt 5 ngày đêm nhng mỗi ngày không quá 6h
SHQTsccp=.kqtSC.Stt=0,5.125.1,4= 87,5< 89,593MVM.
23
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện
+ Trong trờng hợp này ta giảm công suất phát của các tổ máy phát F1 và F2
xuống để công suất qua cuộn B1 là:
SB1SC=KqtSC..SđmB1=1,4.0,5.125=87,5(MVA).
+ Công suất này truyền một phần lên thanh góp phía trung, lợng công suất
truyền lên thanh góp trung áp là :
STB1=13,295MVA.
+ Công suất truyền về hệ thống (hay chính là công suất truyền lên phía cao
áp của máy biến áp tự ngẫu) là:
SB1C= SHB1-STB1=87,5-13,295=74,205MVA.
+ Công suất thiếu truyền về hệ thống là:
Max
C

S Thiếu
VHT = S VHT S B1 = 87,798 74,205 = 5,0407MVA Vậy hệ thống vẫn làm việc ổn định.
2.4.2- Phơng án II
a) Quá tải thờng xuyên :
Công suất định mức của B1 và B2 đã đợc chọn lớn hơn công suât thừa cực
đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải thờng xuyên.
b) Quá tải sự cố:
Trờng hợp hỏng một máy biến áp liên lạc B2 khi phụ tải phía trung cực đại
STmax = 79,545 (MVA) trong thời điểm 7h ữ 12h.

24
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45


đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

S

SHT
UC

s

220KV

B

UT

110KV

B

1

2

s

DP

s
F

1

6,3KV

TD

F

1

F

1

- Cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu B2 phải tải :

STB1= STmax = 79,545MVA.
- Khi đó cuộn hạ của máy biến áp B1 sẽ tải một lợng công suất :
SH(B2) = SđmF - Stdmax-Sđp =3.62,5-11,25-27,907=148,343(MVA)
- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu B1 truyền về hệ thống là :
SB1C = SB1H - SB1T = 148,343-79,545 = 68,798(MVA).
Trong khi đó khả năng quá tải của cuộn cao là 160MVA, cuộn trung và
cuộn hạ là .SđmB1(B2)=0,5.160 =80MVA. Vậy Cuộn cao và cuộn trung biến áp
tự ngẫu không bị quá tải.Cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu bị quá tải.
Xét điều kiện khả năng quá sự cố máy biến áp cho phép quá tải 40% công
suất định mức trong suốt 5 ngày đêm nhng mỗi ngày không quá 6h
SHQTsccp=.kqtSC.Stt=0,5.160.1,4= 112< 148,343 MVM.
+ Trong trờng hợp này ta giảm công suất phát của các tổ máy phát F1 và F2
xuống để công suất qua cuộn B1 là:
25
Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên- HTĐI- K45