Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngưng hơi gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10,5KV , phát công suất lên hệ thống 220kv

đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Mục Lục
2
Chơng I.............................................................................................2
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất........................................2
Chơng II..........................................................................................10
Nêu các phơng án và chọn MBA...................................................10
Chơng III........................................................................................22
So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng án tối u.......................22
Chơng IV.........................................................................................33
Tính toán dòng ngắn mạch............................................................33
Chọn khí cụ điện và dây dẫn..........................................................47
Chơng VI.........................................................................................63
Sơ đồ tự dùng và chọn thiết bị tự dùng..........................................63

1


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

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 máy là 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng
10,5KV , phát công suất lên hệ thống 220kV và phụ tải 110kV
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 , hớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Lã Văn út và TS Phạm
Văn Hoà 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 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 thực hiện

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
2


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

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 4ì50 MW = 50
MW. Chọn 4 máy phát điện kiểu TB-50-2 có các thông số nh bảng 1-1
sau:
Pđm

Sđm
Kí hiệu MVA

MW

TB-50-2 62.5

50

cosđm
0,80

Uđm

Iđm

Điện kháng tơng
tơng đối

kV

kA

Xd

Xd

Xd

10.5

3.44

0.135

0.3

1.84

Bảng 1-1

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:
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.
I.2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Nhà máy gồm 4 tổ máy có: PGđm = 50 MW, Cosđm = 0,80 do đó

S dm =

PGdm
50
=
= 62,5MVA.
cos dm 0,80

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
PNMđm =4ìPGđm = 4ì50 = 200 MW SNMđm = 250 MW.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức:
St =

Pt
Cos TB

với : Pt =

p%.Pmax
.

100

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
3


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

t (giờ)

0-8

8-12

12-14

14-20

20-24

P%

70

100

90

100

80

PNM(t)
MVA
SNM(t)
MVA

140

200

180

200

160

175

250

225

250

200

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:

S td (t ) = .S NMdm (0,4 + 0,6 ì

S NM (t )
).
S max NM

Trong đó :
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 theo
bảng 1-2.
: 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)
0-8
8-12
12-14
14-20
20-24

4


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

SNM(t) MVA

175

250

225

250

200

Std(t) MVA

16.4

20

18.8

20

17.6

I.2.3. Phụ tải địa phơng:
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho Pmax = 15 MW, Cos = 0.83 , U = 10.5
kV với công thức sau:

S dp ( t ) =

Pdp ( t )

với: Pdp ( t ) =

Cos TB

Pdp %.Pdp max
100

.

Ta có kết quả cho ở bảng 1-4 và đồ thị phụ tải hình 1-3.
t(h)

0-6

6-10

10-14

14-18

Bảng 1-4
18-24

Pđp%
Pđp(t)MW
Sđp(t)MVA

70

26,6
31,3

80
30,4
35,8

80
30,4
35,8

80
30,4
35,8

90
34,2
40,2

5


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

I.2.4. Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV):
Phụ tải điện áp cao Pmax = 130 MW, Cos = 0,80 gồm 3 đờng dây
kép Công suất ở các thời điểm đ]ợc xác định theo công thức sau:
Pc ( t )
Cos TB

Pc %.Pc max
.
100
Ta có kết quả ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1-4.
Sc ( t ) =

với:

Pc ( t ) =

Bảng 1-5
18-24

t(h)

0-4

4-10

10-14

14-18

P%

70

90

100

80

70

PT(t)MW

91

117

130

104

91

ST(t)MVA

113.75

146.25

162.5

130

11.75

6

đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

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:
SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +Sc(t) +SHT(t).
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp.
SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) +Sc(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
MVAt(h)
0-4
4-6
6-8
8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
SNM(t)
175
175
175
250
250
225
250
250
200
Sdp(t)
9.04

9.04 14.46 14.46 18.07 18.07 16.27 12.65 12.65
Std(t)
16.4
16.4
16.4
20
20
18.8
20
20
17.6
ST(t)
113.75 146.25 146.25 146.25 162.5 162.5 130 113.75 113.75
SHT(t)
35.81 3.31 -2.11 69.29 49.43 25.63 83.73 103.6
56

7


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

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 Smax= 18.072MVA là tơng đối lớn so với công suất định
mức của một tổ máy phát S = 62.5 MVA ( cỡ khoảng 28,9%) và toàn nhà
máy thiết kế.
Phụ tải phía điện áp trung : S Tmax = 162.5MVA là tơng đối lớn ,
chiếm phần lớn công suất của toàn nhà máy .

Phụ tải phía cao áp ( Hệ thống ) tiêu thụ rất ít công suất của nhà máy
.

8


®å ¸n thiÕt kÕ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

I.4.2. Dù tr÷ cña hÖ thèng.
Ta cã dù tr÷ cña hÖ thèng lµ 12%SHT = 12%*1800 = 216 MVA, lín
h¬n so víi c«ng suÊt mét m¸y ph¸t. C«ng suÊt cña hÖ thèng S = 1800
MVA cã thÓ coi lµ v« cïng lín so víi c«ng suÊt cña toµn nhµ m¸y S NM=
250 MVA .
I.4.3. C¸c cÊp ®iÖn ¸p cña c¸c hé tiªu thô :
Nhµ m¸y thiÕt kÕ cã 3 cÊp ®iÖn ¸p lµ:
CÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t cã U®m= 10,5kV.
CÊp ®iÖn ¸p trung ¸p cã U®m= 110kV.
CÊp ®iÖn ¸p cao ( phÝa HÖ thèng ) cã U®m= 220kV.

9


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Chơng II
Nêu các phơng án và chọn MBA.

I.5. 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 bảo về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định
mức của mỗi tổ máy là 50 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở
ba cấp điện áp sau:
Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10,5 kV có:
SUFmax = 18,07 MVA
SUFmin = 9,04 MVA
Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 kV có:
STmax = 162,5 MVA
STmin = 113,75 MVA
Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có:
SHTmax = 103,6 MVA
SHTmin = - 2,11 MVA ( Dấu - thể hiện công suất lấy từ phía hệ
thống ).
Với nhà máy điện khi công suất các phụ tải địa phơng phải dùng
thanh góp điện áp máy phát để đảm bảo ổn định cho toàn hệ thống .
Với lới điện áp 110 kV và 220 kV thì trung tính nối đất trực tiếp và
hệ số = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các
cấp
Số lợng máy phát ghép vào thanh góp máy phát phải đảm bảo khi
một tổ máy bị sự cố thì các máy phát còn lại phải đáp ứng đủ công suất
yêu cầu của các phụ tải ở chế độ làm việc max .
Phụ tải phía trung áp có S Tmax= 162,5MVA > SGđm= 62,5MVA nên có
thể ghép 1 hoặc 2 bộ MF-MBA lên thanh góp trung áp .
Công suất dự phòng của hệ thống : Sdt= 12%*1800 = 216 MVA .
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phơng án nh
sau:

Phơng án I:

10


®å ¸n thiÕt kÕ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

H×nh 2-1: S¬ ®å nèi ®iÖn cña ph¬ng ¸n 1.
• Ph¬ng ¸n II:

H×nh 2-2: S¬ ®å nèi ®iÖn ph¬ng ¸n II.

• Ph¬ng ¸n III :
11


®å ¸n thiÕt kÕ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

* Ph¬ng ¸n IV :

12


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Chọn máy biến áp cho các phơng án :
I.5.1. Chọn công suất máy biến áp:
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.
Phơng án I :
HT
ST

B2

B1

F1

F2

F3

B3

F4

Máy biến áp bộ.
Đợc chọn theo công suất phát của máy phát S đmB1 SGđm =
62,5MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông

số ở bảng 2-1 sau:
Loại TP 63/110/10,5 :
Bảng 2-1
Sđm
UCđm
UHđm
UN%
IO%
Giá
PO
PN
(Kv)
(Kv)
106đ
MVA
(Kw)
(Kw)
63
115
10,5
59
245
10,5
0,6
3640
Máy biến áp liên lạc:

13

đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Máy biến áp liên lạc B1, B2 đợc chọn là máy biến áp tự ngẫu có điều
áp dới tải với điều kiện:
SđmB = (1/2 )*Sthừa.
Với:

Sth là công suất còn lại đa lên hệ thống.

(

)

max
S th ư a = S dmF SUF min + S TD
= 3ì62,5 - ( 9,04 +3/4*20 ) = 163,46
UF

MVA.
SđmB = 163,46/2.0,5 = 163,46 MVA.

Vậy ta có thể chọn loại máy biến áp TPH 200/230/121/11 có các
thông số nh bảng 2-2 sau:
Bảng 2-2
Sđm
UCđm
UTđm
UHđm
U N%
IO%

Giá
PO
PN
MVA (kV)
(kV)
(kV) (KW) (KW)
106đ
200
230
121
11
105
0,5
9120
Phơng án II:
HT

B1

B2

F1

B4

B3

F2

F3

F4

Máy biến áp bộ B1,B2 đợc chọn nh bộ máy biến áp bộ B1 của phơng án I.
Máy biến áp liên lạc:
Đợc chọn là loại máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh điện áp dới tải
có công suất định mức đợc chọn theo công thức dới đây:
S dmB1 , B2 =

1
1
max
)
S th = S dmF ( SUF min S TD
2
2 UF


14


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

=

1
2


2 ì 62,5 9,04 + ì 20 = 105,96 MVA

2 ì 0,5
4



Chọn máy biến áp B3,B4 là loại TPH 125/230/121/11 có các
thông số cho ở bảng 2-3 sau:
Bảng 2-3
Sđm
UCđm UTđm UHđm PO
Giá
PN UN% IO%
MVA (kV) (kV) (kV) (KW) (KW)
106đ
125
230
121
11
75
290
0,6
7400
I.5.2. Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố :
a. Phơng án I:
Ta kiểm tra trờng hợp sự cố nặng nề nhất là khi ST = STmax .
Xét hai khả năng sự cố sau :
Khi sự cố MBA bộ bên trung:
Khi đó công suất bên trung thiếu sẽ do hai MBA tự ngẫu (MBA liên
lạc ) đảm nhận vai trò cung cấp .

Công suất bên trung thiếu đợc tính theo công thức sau :
STthiếu= STmax = STmax = 162,5 MVA
Công suất có thể qua phụ tải trung áp
SCT = 2.kqtsc..SđmB = 2*1,4*0,5*200 = 280 MVA
Ta có SCT > STthiếu Vậy phụ tải trung áp đợc cung cấp đủ công
suất
Tính phân bố công suất trong các cuộn dây của MBA tự ngẫu :
Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu là :
SCT = 1/2.STthiếu= 1/2 * 162,5 = 81,25 MVA
Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu là :
SCH =

n1

1
n1
* [ SđmF SUFmin - Stdmax ]
2
n

= 1/2 [ 3*62,5 9,04 20*3/4 ] = 81,73 MVA
Vậy công suất qua cuộn cao áp mba tự ngẫu
SCC = SCH - SCT = 81,73 81,25 = 0,48 MVA
Công suất thiếu về hệ thống
Sthiếu = SVHT - SCC = 49.43 0,48 = 48,95 MVA
Ta có Sdụ trữ quay = 12%* SHT = 12%*1800 = 216 MVA
Vậy Sthiếu < Sdụ trữ quay : Thoả mãn điều kiện ổn định HT .
Khi sự cố một máy biến áp liên lạc :
Tính công suất thiếu về bên trung :
Công suất thiếu có thể lấy qua cuộn trung MBA liên lạc .

SCT = kqtsc..SđmB = 1,4*0,5*200 = 140 MVA
Công suất bên trung thiếu là :
15


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

STthiếu= STmax - Sbộ = 162,5 ( 62,5 20*1/4 ) = 105 MVA
Ta có SCT > STthiếu . Nh vậy MBA liên lạc không bị quá tải .
Tính công suất thiếu về hệ thống :
Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu
SCT = STmax- 2*Sbộ = 162,5 57,5 = 105 MVA
Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu :
SCH= {SF , STải}
SF= 3*62,5 9,04 20*3/4 = 163,46 MVA
STải= kqtsc..SđmB= 1,4*0,5*200 = 140 MVA
SCH = 140 MVA.
Vậy công suất qua cuộn cao áp MBA tự ngẫu liên lạc là:
SCC = SCH - SCT = 140 - 105 = 35 MVA
Công suất thiếu về hệ thống
Sthiếu = SVHT -SCC = 49,43 - 35 = 14,43 MVA
ta có Sdụ trữ quay = 12%*SHT = 12%*1800 = 216 MVA
vậy Sthiếu < Sdụ trữ quay . Thoả mãn điều kiện ổn định HT .
Kết luận : Nh vậy MBA đã chọn thoả mãn điều kiện làm việc với sự
cố
nặng nề nhất.
Phân bố phụ tải cho các máy biến áp:
Đối với bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây G 3- B3 để thuận
tiện cho việc vận hành ngời ta thờng cho tải với đồ thị bằng phẳng trong
suốt quá trình làm việc cả năm.

SB3= SGđm Stdmax = 62,5 1/4 * 20 = 57,5 MVA
* Đối với MBA tự ngẫu thì cho làm việc theo sự thay đổi của đồ
thị phụ tải ở các cấp điện áp , tức là các MBA tự ngẫu phải điều áp dới
tải .
SUF- Lấy từ thanh góp UF , phía hạ MBA liên lạc .
Std - Lấy từ thanh góp UF , từ đầu cực MF .
b. Phơng án II:
Ta kiểm tra trờng hợp sự cố nặng nề nhất là khi ST = STmax .
Xét hai khả năng sự cố sau :
Khi sự cố MBA bộ bên trung:
Khi đó công suất bên trung thiếu sẽ do hai MBA tự ngẫu (MBA liên
lạc ) đảm nhận vai trò cung cấp .
Công suất bên trung thiếu đợc tính theo công thức sau :
STthiếu= STmax Sbộ = STmax ( SGđm- 1/n*Stdmax)
= 162,5 57,5 = 105 MVA
Công suất có thể qua phụ tải trung áp
SCT = 2.kqtsc..SđmB = 2*1,4*0,5*125 = 175 MVA
16


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

suất

Ta có SCT > STthiếu Vậy phụ tải trung áp đợc cung cấp đủ công
Tính phân bố công suất trong các cuộn dây của MBA tự ngẫu :
Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu là :
SCT = 1/2.STthiếu= 1/2 * 105 = 52,5 MVA
Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu là :
SCH =

cố

n1

1
n1
* [ SđmF SUFmin - Stdmax ]
2
n

= 1/2 [ 2*62,5 9,04 20*2/4 ] = 52,98 MVA
Vậy công suất qua cuộn cao áp MBA tự ngẫu là :
SCC = SCH - SCT = 52.98 52.5 = 0,48 MVA
Công suất thiếu về hệ thống
Sthiếu = SVHT - SCC = 49.43 2. 0,48 = 48,47 MVA
Ta có Sdụ trữ quay = 12%* SHT = 12%*1800 = 216 MVA
Vậy Sthiếu < Sdụ trữ quay : Thoả mãn điều kiện ổn định HT .
Khi sự cố một máy biến áp liên lạc :
Tính công suất thiếu về bên trung :
Công suất thiếu có thể lấy qua cuộn trung MBA liên lạc .
SCT = kqtsc..SđmB = 1,4*0,5*125 = 87,5 MVA
Công suất bên trung thiếu là :
STthiếu= STmax - Sbộ = 162,5 2*( 62,5 - 20*1/4 ) = 47,5 MVA
Ta có SCT > STthiếu . Nh vậy MBA liên lạc không bị quá tải .
Tính công suất thiếu về hệ thống :
Công suất qua cuộn trung mba tự ngẫu
SCT = STmax- 2*Sbộ = 162,5 2* 57,5 = 47,5 MVA
Công suất qua cuộn hạ MBA tự ngẫu :
SCH= {SF , STải}

SF= 2*62,5 - 9,04 - 20*2/4 = 105,96 MVA
STải= kqtsc..SđmB= 1,4*0,5*125 = 87,5 MVA
SCH = 87,5 MVA.
Vậy công suất qua cuộn cao áp MBA tự ngẫu liên lạc là:
SCC = SCH - SCT = 87,5 47,5 = 40 MVA
Công suất thiếu về hệ thống
Sthiếu = SVHT -SCC = 49,43 - 40 = 9,43 MVA
ta có Sdụ trữ quay = 12%*SHT = 12%*1800 = 216 MVA
vậy Sthiếu < Sdụ trữ quay . Thoả mãn điều kiện ổn định HT .
Kết luận : Nh vậy MBA đã chọn thoả mãn điều kiện làm việc với sự
nặng nề nhất.
Phân bố phụ tải cho các máy biến áp:

17


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Đối với 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây G 3 - B3 và G4 B4 để thuận tiện cho việc vận hành ngời ta thờng cho tải với đồ thị bằng
phẳng trong suốt quá trình làm việc cả năm.
SB3,B4= SGđm Stdmax = 62,5 1/4 * 20 = 57,5 MVA
* Đối với MBA tự ngẫu thì cho làm việc theo sự thay đổi của đồ
thị phụ tải ở các cấp điện áp , tức là các MBA tự ngẫu phải điều áp dới
tải .
SUF- Lấy từ thanh góp UF , phía hạ MBA liên lạc .
Std - Lấy từ thanh góp UF , từ đầu cực MF .
SCT(t)= 1/2*[ST(t) 2*Sbộ]
SCC(t)= 1/2*[SVHT(t) + 2*SUc(t)]
SCH(t)= [SCC(t) + SCT(t)]

I.6. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp.
I.6.1. Phơng án I:
Đối với máy biến áp bộ B3, tổn thất điện năng đợc tính theo công thức:
2

S
A = PO ì T + PN ì b ì T .
S dmB1

Trong đó:
T: Thời gian làm việc của máy biến áp T = 8760 h.
Sbộ: Công suất tải của máy biến áp trong thời gian T.
Máy biến áp B1có các số liệu sau:
+ PO = 59 KW.
+ PN = 245KW.
+ Sbộ = 57,5MVA.
Từ các số liệu đó ta tính đợc tổn thất điện năng hàng năm của máy
biến áp bộ B3 :
2
(
57,5)
A = 59 ì 8760 + 245 ì
ì 8760 = 2304,664 *10 3 kWh.
2
( 63)

Tổn thất điện năng của máy biến áp liên lạc B 1và B2 đợc tính theo
công thức:
2
2

2

Sic
SiT
SiH
+ PnT .
+ PnH .
.t i
A = P0 .t + 365. PnC .
S dmB
S dmB
S dmB
i =1





24

18


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Với PNC , PNT , PNH là tổn thất công suất ngẵn mạch trong
cuộn dây điện áp cao, trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu.
Ta có:
= 0,5 là hệ số lợi dụng của máy biến áp tự ngẫu.
Trong đó:

Si của máy biến áp trong thời gian ti đợc lấy từ bảng 2-4.
PO = 105 kW .
Do thông số mba chỉ cho PnCT nên ta có thể coi PnCH = PnTH =
1 CT
P
2 N

Thay số ta đợc:
1
2

CT
PnCH = PnTH = PN =

Vậy

290
= 145 kW
2

PnC = 1/2 * 290 = 145 kW
PnT = 1/2 * 290 = 145 kW

PnH =

1 145
145

+
290 = 435kW

2
2
2 0,5
0,5


Thay số vào công thức ta tính đợc :
P0t = 75 * 8760 = 657000 KWh
2

S *t
Ci

i

= 17,905 2 * 4 + 1,655 2 * 2 + (1,055) 2 * 2 + 34,645 2 * 2 +

+ 24,715 2 * 2 + 12,815 2 * 2 + 41,865 2 * 4 + 51,8 2 * 2 + 28 2 * 4 = 20753,916

(MVA2h)
2

S *t
Ti

i

= (0,625) 2 * 4 + 15,625 2 * 2 + 15,625 2 * 2 + 15,625 2 * 2 +

+ 23,75 2 * 2 + 23,75 2 * 2 + 7,5 2 * 4 + (0,625) 2 * 2 + ( 0,625) 2 * 4 = 3950

(MVA2h)
(MVA2h)
Tổn thất điện năng của máy biến áp B1,B2 là:
= 2 * 1072199 kWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm của MBA ở phơng án I là:
A = AB1,B2 + AB3 = 2 * 1072199 + 2 * 2304664 = 6753726 kWh.

19


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

I.6.2. Phơng án II:
Đối với 2 máy biến áp bộ B 3,B4 có tổn thất điện năng đợc tính theo
công thức:
= 2 * 2304664 = 4609328 kWh .
Tổn thất điện năng của máy biến áp liên lạc B 1và B2 đợc tính theo
công thức:

Với PNC , PNT , PNH là tổn thất công suất ngẵn mạch trong
cuộn dây điện áp cao, trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu.
Ta có:
= 0,5 là hệ số lợi dụng của máy biến áp tự ngẫu.
Trong đó:
Si của máy biến áp trong thời gian ti đợc lấy từ bảng 2-4.
PO = 105 kW .
Vậy
= 1/2 * 290 = 145 kW

= 1/2 * 290 = 145 kW

Thay số vào công thức ta tính đợc :
P0t = 105 * 8760 = 919800 KW.h
(MVA2h)
(MVA2h)
(MVA2h)
Tổn thất điện năng của máy biến áp B1,B2 là:
AB1,B2 = 2 * 2231618 kWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hàng năm của MBA ở phơng án I là:
A = AB1,B2 + AB3 = 2 * 2231618 + 2304664 = 6767900 kWh.
Ta có bảng tóm tắt kêt quả tổn thất điện năng của các phơng án nh
bảng 2-6 sau:
20


®å ¸n thiÕt kÕ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn

B¶ng 2-6

Πη ¬ ν γ ÷ν ΙΙ∆ A\ Ph¬ng ¸n
∆A, kWhPh¬ng ¸n I

6767900

6753726

21

đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Chơng III
So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng án tối u.

Việc quyết định chọn một phơng án nào cũng đều phải dựa trên cơ
sở so sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật . Về mặt kinh tế đó chính là tổng
vốn đầu t cho phơng án , phí tổn vận hành hàng năm , thiệt hại hàng năm
do mất điện Nếu việc tính toán thiệt hại hàng năm do mất điện khó khăn
thì ta có thể so sánh các phơng án theo phơng thức rút gọn , bỏ qua thành
phần thiệt hại Về mặt kĩ thuật dể đánh giá một phơng án có thể dựa vào
các điểm sau :
+ Tính đảm bảo cung cấp điện khi làm việc bình thờng cũng nh khi sự
cố .
+ Tính linh hoạt trong vận hành , mức độ tự động hoá .
+ Tính an toàn cho ngời và thiết bị .
Trong các phơng án tính toán kinh tế thờng dùng thì thì phơng pháp
thời gian thu hồi vốn đầu t chênh lệch so với phí tổn vân hành hàng năm
đợc coi là phơng pháp cơ bản để đành giá về mặt kinh tế của phơng án .
Vốn đầu t cho phơng án bao gồm vốn đầu t cho mba và vốn đầu t cho
thiết bị phân phối . Và thực tế , vốn đầu t vào thiết bị phân phối chủ yếu
phụ thuộc vào giá tiền của máy cắt , vì vậy để chọn các mạch thiết bị
phân phối cho từng phơng án phải chọn sơ bộ loại máy cắt . Để chọn sơ
bộ loại máy cắt ta phải tính dòng cỡng bức cho từng cấp điện áp .

I.7. Chọn sơ bộ các khí cụ điện.
I.7.1. Xác định dòng cỡng bức các mạch.
Phơng án I: hình 3-1.
220kV

110kV
Hình 3-1: Sơ đồ nối điện phơng án I.

Các B
mạch
phía điệnBáp
cao 220 kV:
B3
1
2
Mạch đờng dây :
Công suất lớn nhất phát về hệ thống là SVHTmax = 103,6 MVA . Vì vậy
dòng điện làm việc cỡng bức của mạch đờng dây đợc tính với điều kiện
một đờng dây bị sự cố . Khi đó ta có :
KA
F4
F1 caoF2áp máy
F3 biến áp tự ngẫu:
Mạch
Dòng cỡng bức đuợc chọn là max của ba chế độ : khi hoạt động bình
thờng , khi sự cố một mba liên lạc và khi sự cố bộ bên trung . Ta thấy trờng hợp sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì cuộn cao của máy biến áp tự
ngẫu còn lại phải đa vào hệ thống một lợng công suất lớn nhất :
SCCmax = 51,8 MVA
22


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Vậy dòng điện làm việc cỡng bức của mạch này là :
kA

Thanh góp cao áp:
kA
Nh vậy dòng điện cỡng bức lớn nhất ở cấp điện áp 220 kV của phơng án này là
Icbmax = 0,525 KA
Cấp điện áp 110 kV:
Mạch đờng dây kép :
Phụ tải trung áp đợc cấp bởi 3 đờng dây kép có tổng công suất là
S = 130/0,8 = 162,5 MVA , giả thiết phụ tải các đờng dây nh nhau ta có :
kA
Mạch máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
kA
Mạch trung áp máy biến áp tự ngẫu:
Dòng cỡng bức đợc tính khi có sự cố MBA bộ hoặc một MBA liên
lạc. Ta có :
kA.
Vậy dòng điện làm việc cỡng bức lớn nhất ở phía 110 kV là : I cbmax =
0,552 kA
Cấp điện áp 10,5 kV:
Dòng điện làm việc cỡng bức của mạch máy phát điện :
kA
Dòng điện cỡng bức phía hạ của MBA liên lạc :
kA
là:

Bảng kết quả tính toán dòng điện làm việc cỡng bức cuả phơng án I
Cấp điện áp220 kV110 kV10,5 kVIcbmax kA0,5250,5527,698
Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát :

xét .

TA chỉ xét trờng hợp phụ tải max , khi phụ tải min thì không phải

Dòng công suất cỡng bức qua kháng là:
SKsc1 = SCH + SI
Dòng công suất của phụ tải địa phơng : SI=( 1,5 + 2*1,5)/ 0,83 =
5,422
Dòng cỡng
SI bức qua kháng khi sự cố một máy phát là:

23


đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp
1,4.a.Sđm
SK
SK

Std

SI
Khả năng tải của máy biến áp còn lại khi sự cố một máy biến áp là :
Kqtsc* *SđmB = 1.4*0,5*200 = 140 MVA .
Dòng công suất của phụ tải địa phơng : SI=( 1,5 + 2*1,5)/ 0,83 =
5,422
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max là:

là:

Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp
Vậy dòng cỡng bức qua kháng lớn nhất là: Icb4 = 4,834 kA.
a. Phơng án II : hình 3-2.
HT

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 cỡng bức đợc tính khi một đờng dây bị sự cố :
B1
B4
B2
B3
SHTmax là công suất về hệ thống qua đờng dây kép, SHTmax= 103,6
MVA .
Mạch cao áp máy biến áp tự ngẫu:
Dòng cỡng bức đuợc chọn là max của ba chế độ : khi hoạt động bình
thờng , khi sự cố một mba liên lạc và khi sự cố bộ bên trung . Ta thấy trờng hợp sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì cuộn cao của máy biến áp tự
ngẫu còn lại phải đa vàoF hệ thống một lợng
F2 công suất lớn nhất
F3 :
F4
1
SCCmax = 51,8 MVA
Vậy dòng điện làm việc cỡng bức của mạch này là :
kA
Thanh góp cao áp:
24

đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện

kA
Nh vậy dòng điện cỡng bức lớn nhất ở cấp điện áp 220 kV này là :
Icbmax = 0,328 KA.
Cấp điện áp 110 kV:
Mạch đờng dây kép :
Phụ tải trung áp đợc cấp bởi 3 đờng dây kép có tổng công suất là
S = 130/0,8 = 162,5 MVA , giả thiết phụ tải các đờng dây nh nhau ta có :
kA
Mạch máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
kA
Mạch trung áp máy biến áp tự ngẫu:
Dòng cỡng bức đợc tính khi có sự cố MBA bộ hoặc một MBA liên
lạc. Ta có :
kA.
Vậy dòng điện làm việc cỡng bức lớn nhất ở phía 110 kV là
Icbmax = 0,344 kA.
Cấp điện áp 10,5 kV:
Dòng điện làm việc cỡng bức của mạch máy phát điện :
kA
Dòng điện cỡng bức phía hạ của MBA liên lạc :
kA
Bảng kết quả tính toán dòng điện làm việc cỡng bức cuả phơng án II là:

25