Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

LỜI NÓI ĐẦU
- Nhu cầu điện năng theo sự phát triển kinh tế của đất nước ngày một
tăng , do đó việc phát triển các nhà máy điện là một việc rất cần thiết. Việc
tìm hiểu nghiên cứu tính toán thiết kế phần điện trong nhà máy điện và
trạm biến áp là điều rất cần thiết.
- Có thể nói điện năng luôn sát cánh cùng với sự phát triển của công
nghệp hóa hiện đại hóa đất nước, bảo vệ tổ quốc.
- Điện năng giữ một vai trò rất quan trọng , như vậy nghành điện cần
phải được sự quan tâm ưu đãi và đầu tư của nhà nước.
- Hiểu rõ thực trạng như vậy , chúng em những sinh viên ngành

Hệ

Thống Điện đã và đang tích lũy những kiến thức cơ bản trong quá trình
học tập tại nhà trường , đây chính là nền tảng ,là cơ sở để nghành điện
ngày một phát triển .
- Đồ án môn học là một trong những nội dung quan trọng mà sinh viên
cần phải hoàn thành tốt, nó giúp sinh viên cũng cố lại những kiến thức đã
học một cách tốt nhất.
- Với đề tài được giao: Thiết kế phần điện trong nhà máy điện :
Hà Nội, ngày…tháng…năm 2009
Sinh viên
Nguyễn Đình Huy
1

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA: Hệ Thống Điện

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHÃ VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
Họ Tên :

Nguyễn Đình Huy(43)

:

C7LT – H2

Ngành :

Hệ Thống Điện

Lớp

Giáo Vên Hướng Dẫn :

ThS. Phùng Thị Thanh Mai

Đề số 7:
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy x50 (MW)
Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp đện cho các phụ tải sau:
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát:
Pmax = 15 (MW), Cosφ = 0,86
Gòm 1 kép x 6 (MW) , 3 (km) và 5 đơn x 3 (MW), 3 (km). Biến thiên phụ tải
ghi trong bảng ( Tính theo phần trăm Pmax ). Tại địa phương dùng máy cắt hợp
bộ với Icắt =21 (kA) và tcắt = 0,7 sec và cáp nhôm , vỏ PVC với tiết diện nhỏ
nhất là 70 (mm2 )
2. Phụ tải cấp điện áp cao 220 (kv):
Pmax = 90 (MW), Cosφ = 0,84
Gồm 1 kép x 60 (MW) và 1 đơn x 30 (MW) ghi trong bảng ( Tính theo phần
trăm Pmax )
Nhà máy nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 (kv) bằng đường dây dài 120
(km). Công suất hệ thống ( Không kể nhà máy đang thiết kế ) : 3500 (MVA)
Công suất dự phòng của hệ thống là 120 (MVA) : Điện kháng ngắn mạch tính
đến thanh góp phía hệ thống X* = 1,0 :

2

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Tự dùng : α = 7% , Cosφ= 0,8Công suất phát của toàn nhà máy : ghi trên bảng

( Tính theo công suất đặt )
(Bảng biến thiên công suất)
Giờ
PUF
PUT
PUC
PNM

0-4
80
90
80
90

4-8
80
85
90
90

8-10
70
80
90
80

10-12
100
90
100

100

12-16
80
90
100
95

16-18
100
90
90
90

18-20
90
80
80
80

20-22
90
90
80
85

22-24
80
80
80

80

Nội dung tính toán
1. Tính cân bằng công suất , chọn phương án nối dây
2. Tính toán chọn máy biến áp
3. Tính toán ngắn mạch
4. Tính toán kinh tế, kỹ thuật chọn phương án tối ưu
5. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn
6. Tính toán tự dùng
Bản vẽ sơ đồ nối điện chính có cả tự dùng
Giáo viên hướng dẫn
Th.S Phùng Thị Thanh Mai

Chương I
3

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sự cân
bằng công suất giữa lượng điện năng phát ra với lượng điện năng tiêu thụ và lượng
điện năng tổn thất.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi . Vì
vậy cần phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên sơ đồ phụ tải để từ đó lựa

chọn phương thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lí để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế ,
kỹ thuật :
1.1 Chọn máy phát điện:
Máy phát điện là thiết bị quan trọng của nhà máy điện , khi lựa chọn máy
phát điện cần chú ý các điểm sau:
Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư tiêu hao nhiên liệu để sản
xuất ra một đơn vị điện năng và phí tổn vận hành hằng năm càng bé.
Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau nên chọn các máy
cùng loại.
Chọn điện áp định mức của máy phát ,thì dòng điện định mức và dòng điện
ngắn mạch ở cấp này sẽ bé do đó dễ chọn được khí cụ điện :
Theo nhiệm vụ thiết kế của nhà máy nhiệt điện ( Tổng công suất 150 MW ,
gồm 3 tổ máy nhân 50MW ) . Ta chọn máy phát cùng loại ( TBΦ-50-3600 )
Sđm
Pđm
(MVA) (MW)
62,5

50

1.2
Tí

Điện kháng tương đối

Uđm
(KV)

Cosφ

Iđm
(KA)

X’’d

X’d

Xd

X2

10,5

0,8

5,73

0,133

0,178

1,403

0,163

nh toán phụ tải và cân bằng công suất:
Nhà máy có 3 cấp phụ tải:
 Phụ tải cấp điện áp máy phát
 Phụ tải cấp điện áp cao 220 (KV)
 Phụ tải tự dùng

Việc cân bằng công suất được thực hiện theo công suất biểu kiến , công suất
biểu kiến được tính từ công suất tức thời bởi công thức:
P(t ) =

P 0 0 (t )
× Pmax
100

(1.1)
4

Đại Học Điện Lực

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện
P(t )
S (t ) =
Cosϕ

(1.2)

Trong đó:
S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm (t):
P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm (t):
Cosφ : Là hệ số công suất của phụ tải :
a. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát:

Phụ tải cấp này có :
Pmax = 15 (MW), Cosφ = 0,86
Bao gồm các đường dây :
Gồm 1 kép x6 (MW) x 3 (Km) và 5 đơn x 3 (MW) x 3 (Km)
P% Cho trong bảng
Tính toán theo công thức ( 1.1 ) và ( 1.2 )
Thời gian từ 0-4(h) : P% = 80% =>α = 0,8
SUP (0−4) =

α × Pmax 0,8 × 15
=
= 13,953( MVA)
Cosϕ
0,86

Từ đó ta có :

PUP (0−4) = SUP (0 −4) × Cosϕ = 13,953 × 0,86 = 11,999( MW)

Giờ

0-4

4-8

8-10

10-12

12-16

16-18

18-20

20-22

22-24

PUF%

80

80

70

100

80

100

90

90

80

PUF(t)

SUF(t)

11,99 11,99
11,99
10,5
15
15
13,5
9
9
9
13,95 13,95 12,20 17,44 13,95 17,44 15,69
3
3
9
1
3
1
7
(Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại )

13,5
15,69
7

11,99
9
13,95
3

Đồ thị phụ tải:

5

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

 Điện năng tiêu thụ trong một năm của phụ tải:
Anăm =I . ti . 365
= ( 11,999. 14 + 10,5 . 2 + 15 . 4 +13,5 .4 ) .365 =110,589 (MWh)
Pmax .t = (15 . 24 ).365 = 131,4 (MWh)
Hệ số điền kiến:
α dk =

Anam 110,589
=
= 0,841
Pmax .t
131, 4

 Thời gian sử dụng công suất cực đại:

Tmax = α dk .t = (0,841.24).365 = 7372, 6(h)

b.

Tính toán phụ tải cấp 220 (KV):
Phụ tải phía cao có :
Pmax =90 (MW) , Cosφ = 0,84
Phụ tải đường dây bao gồm:
1 kép x 60 MW , 1 đơn x30 MW ( Tính theo %Pmax )
Tính theo công thức ( 1.1 ) và ( 1.2 )
Thời gian từ 0-4(h) : P% = 80% =>α = 0,8

6

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học
SUC (0− 4)

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện
α × Pmax 0,8 × 90
=
=
= 85, 714( MVA)
Cosϕ
0,84

Từ đó ta có :

PUC (0 −4) = SUC (0 −4) × Cosϕ = 85, 714 × 0,84 = 72( MW)

(Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại )
Giờ

0-4

4-8

8-10

10-12

12-16

16-18

18-20

20-22

22-24

PUC
%

80

90

90

100

100

90

80

80

80

PUC(t)

72

81

81

90

90

81

72

72

72

SUC(t)

85,71
4

96,42
8

96,42
8

107,14
2

107,14
2

96,42
8

85,71
4

85,71
4

85,71
4

Đồ thị phụ tải:

 Điện năng tiêu thụ trong một năm của phụ tải:
Anăm =I . ti . 365
= ( 72. 10 + 81 . 8 + 90 . 6 ) .365 = 696,420(MWh)
Pmax .t = (90. 24 ).365 = 788,400 (MWh)
Hệ số điền kiến:
7

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện
Anam 696, 420
α dk =
=
= 0,883
Pmax .t 788, 400

 Thời gian sử dụng công suất cực đại:

Tmax = α dk .t = (0,883.24).365 = 7738( h)

c.

Tính toán công suất phát của toàn nhà máy:
Nhà máy có :
Pmax = 150 (MW) , Cosφ = 0,8 gồm 3 tổ máy , mỗi tổ máy có công
suất 50 (MW):

Ta tính theo công thức ( 1.1 ) và ( 1.2 )
Thời gian từ 0-4(h) : P% = 90% =>α = 0,9
S NM (0−4) =

α × Pmax 0,9 ×150
=
= 168, 75( MVA)
Cosϕ
0,8

Từ đó ta có :
Giờ

0-4

4-8

8-10

10-12

12-16

16-18

18-20

20-22

22-24

PNM%

90

90

80

100

95

90

80

85

80

PNM(t)

135

135

120

150

142,5

135

120

127,5

120

STNM(t)

168,7
5

168,7
5

150

187,5

178,12
5

168,7
5

150

159,37
5

150

PNM (0−4) = S NM (0− 4) × Cosϕ = 168, 75 × 0,8 = 135( MW)

(Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại )

( Đồ thị phụ tải trang sau )

8

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Đồ thị phụ tải:

 Điện năng tiêu thụ trong một năm của phụ tải:
Anăm =I . ti . 365
= ( 135. 10 + 120 . 6 + 150 . 2+142,5.4+127,5.2 ) .365 =
1166,175(MWh)
Pmax .t = (150. 24 ).365 = 1314,000 (MWh)
Hệ số điền kiến:
α dk =

Anam 1166,175
=
= 0,887
Pmax .t 1314, 000

 Thời gian sử dụng công suất cực đại:

Tmax = α dk .t = (0,887.24).365 = 7774,5( h)

d.

Tính toán phụ tải tự dùng toàn nhà máy:
Với nhà mày nhiệt điện thì điện năng tự dùng rất quan trọng , trong đó điện
năng dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm
nước tuần hoàn…vv
Điện năng tự dùng chiếm từ (5 ÷ 8)% tổng điện năng phát ra của toàn nhà
máy:
Điện năng tự dùng được tính theo công thức sau:
Std = α .STNM (0, 4 + 0, 6.

STNM (t )
STNM
9

)( MVA)

công thức (1.3)
SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Trong đó:
α: Là lượng điện năng sản xuất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu cầu
thiết kế lấy α=7%
STNM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy
STNM(t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm (t)
Khoảng thời gian từ (0-4)
Std = α .STNM (0, 4 + 0, 6.

STNM (t )
STNM

)( MVA)

Std (0−4) = 0, 07 ×187,5 × (0, 4 + 0, 6 ×

168, 75
) = 11,812( MVA)
187,5

Ptd (0−4) = Std (0−4) × Cosϕ = 11,812 × 0,8 = 9, 45( MW)

(Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại )
Giờ

0-4

4-8

8-10

10-12

12-16

16-18 18-20

20-22

22-24

Ptd%

7

7

7

7

7

7

7

7

7

Ptd(t)

9,455

9,455

8,4

10,5

9,496

9,455

8,4

8,925

8,4

Std(t)

11,812 11,812

10,5

13,12
5

11,870

11,81
2

10,5

11,156

10,5

Đồ thị quan hệ:

10

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

e.

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Tính toán phụ tải phát về hệ thống:
Nhà máy phải luôn đảm bảo cân bằng công suất:

SVHT(t) = STNM(t) – SUC(t) – SUF(t) – Std(t) Công thức (1.4)
Trong đó:
SVHT(t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm (t)
STNM(t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điểm (t)
SUC(t) : Là công suất phụ tả phía cao tại thời điểm (t)
SUF(t) : Là công suất phụ tải cấp điện áp máy phát (t)
Std(t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm (t)
Tại các thời đểm : ( Bảng 6)

Giờ
STNM(t)
SUC(t)
SUF(t)
Std(t)

0-4
168,7
5
85,71
4
13,95
3
11,81
2

4-8
168,7
5
96,42
8

13,95
3
11,81
2

8-10

10-12

150

187,5

96,428

107,14

12,209

17,441

13,953

10,5

13,125

11,870

11

Đại Học Điện Lực

12-16
178,12
5
107,14
2

16-18
168,7
5
96,42
8
17,44
1
11,81
2

18-20

20-22

22-24

150

159,375

150

85,714

85,714

85,714

15,697

15,697

13,953

10,5

11,156

10,5

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

SVHT(t)

57,27
1

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

46,55
7

30,863

49,794

12

45,16

43,06
9

38,089

46,808

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2

39,833


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

13

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

f. Nhận xét:
- Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải
- Công suất thừa của nhà máy lớn hơn công suất của một tổ máy tại mọi
thời điểm, ta có thể cho một tổ máy luôn vận hành với công suất định
mức và phát công suất về hệ thống:
S UF( max )
S dmF

×100% =

17, 441
×100% = 27,905%〉15%
62,5

Do vậy để cung cấp điện cho phụ tải địa phương trong các phương án nối dây ,
cần phải xây dựng thanh góp điện áp máy phát:
- Ta thấy các phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp có
Pmax =
15MW nhỏ hơn công suất của máy phát PđmF =50MW và toàn nhà máy
thiết kế:
1.3 Nêu các phương án:
Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng ,
trong thiết kế nhà máy điện . sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những

lợi ích thật là lớn lao :
Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ và phải
khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp , về số lượng ,
dung lượng máy bến áp , số lượng máy phát nố vào thanh góp điện áp máy phát,
số máy phát ghép bộ với máy biến áp:
Khi xây dựng phương án nối điện ta cần tuân thủ các nguyên tắc sau:
Nguyên tắc 1:
Số lượng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thỏa mãm điều
kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất , thì các máy phát còn lại
vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy phát :
Công suất mỗi bộ máy phát điện , máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay
của hệ thống:
Nguyên tắc 2:
Chỉ được ghép bộ máy phát đện – máy biến áp hai dây quấn vào thanh góp
điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này, có như vậy
mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu bộ này không phát hết công
suất ,hoặc công chuyển qua hai lần biến đổi sẽ làm tăng tổn hao và gây quá tải
cho máy biến áp hai cuộn dây :
Nguyên tắc 3:
14

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


SUF
220kV
Đồ Án Môn Học

Sc

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ
các bộ máy phát – máy biến áp nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt
quá 15% công suất của bộ:
Nguyên tắc 4:
Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt
ít nhất hai máy biến áp:
Sau khi đã chọn được một số phương án , cần phân tích sơ bộ các phương án
về mắt kỹ thuật và kinh tế để loại trừ một số phương án không rõ ràng bất hợp lí
và chỉ giữ lại các phương án hợp lý:
Qua các nguyên tắc trên ta có các phương án sau:
a. Phương án 1:

SUF

( Sơ đồ nối điện của phương án 1 )
B2

TD
TD

B1

b.

TD

Phương án 2:
15

Đại Học Điện Lực

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


B2

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

( Sơ đồ nối điện của phương án 2 )

220kV

Sc

16

Đại Học Điện Lực

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Chương II

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

VÀ TÍNH TỔN THẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP
2.1

Chọn 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 . Vì vậy vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều.
Máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều
kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất:
Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp trước tiên chọn SđmB ≥ Công
suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện bình thường , sau đó kiểm
tra lại điệu kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của máy biến áp .
Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ
thống . Ta lần lượt chọn máy biến áp cho từng phương án
 Phương án 1:
Máy biến áp B1 và B2 được chọn là máy biến áp có bộ điều áp dưới tải với
điều kiện :
S dmB =

1
Sthùa
2

Sthùa = ∑ S dmF − (S UFmin + Std max ) = 3 × 62,5 − (12, 209 + 13,125) = 162,166( MVA)
TGF

Công suất của máy biến áp: SđmB = 81,083 (MVA)

Vậy ta chọn máy biến áp ATДДTH – 100 có công suất SđmB =100 (MVA)
(Bảng 7)



Loại

SđmB
(MVA)

UCao
(KV)

UHạ
(KV)

ΔPo
(KW)

ΔPN
(KW)

UN%

Io%

ATДДT
H

100

220

10,5

65

260

31

0,5

Phương án 2:
17

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

a. Máy biến áp bộ B1
Được chọn theo công suất phát của máy phát
SđmB1 ≥ SđmF mà SđmF = 62,5 (MVA)
Do đó ta chọn máy biến áp ba pha hai dây quấn loại T Д Д-80 có các giá trị
cho trong bảng sau:
( Bảng 8)

Loại
TДД

SđmB
(MVA)
80

UCao
(KV)
220

UHạ
(KV)
10,5

ΔPo
(KW)
80

ΔPN
(KW)
320

Io%

UN%

0,6

11

b. Máy biến áp liên lạc B2 và B3
Ta chọn máy biến áp có bộ điều áp dưới tải có công suất định mức được
tính theo công thức sau:
1
1
ma x 
S dmB2,B3 = S th =  ∑ S dmF − S UF min − STD

2
2 TG F


(

=

)

1
2


2 × 62,5 − 12, 209 + ×13,125 ÷ = 41,541MVA

2
3



Vậy ta chọn máy biến áp loại TPДДH-63
( Bảng 9)

Loại
TPДД
2.2

SđmB
(MVA)
63

UCao
(KV)
220

UHạ
(KV)
10,5

ΔPo
(KW)
67

ΔPN
(KW)
300

UN%

Io%

12

0,8

Phân bố phụ tải cho các máy biến áp:
• Phương án 1:
Công suất tải lên cao :

SCB1,B2 =1/2.SVHT
Dựa vào (bảng 6) và công thức trên ta có ta có

18

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Công suất tải lên cao ( Bảng 10 )
t (h)

0-4
57,27
1
28,63
5

SVHT(t)
SB1=B2

4-8
46,55
7
23,27
8

8-10
30,86
3
15,43
1

10-12 12-16 16-18
49,79
43,06
45,16
4
9
24,89
21,53
22,58
7
4

18-20
38,08
9

19,04
4

20-22
46,80
8
23,40
4

22-24
39,83
3
19,91
6

Từ kêt quả (bảng 10)ta thấy :
SB1=B2max =24,897 (MVA) < 100 (MVA)
Như vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thường
• Phương án 2:
Đối với máy phát và máy biến áp hai cuộn dây ( F1 và B1 ) để thuận
tiện cho việc vận hành cho tải với đồ thị bằng phẳng trong suốt quá
trình làm việc cả năm :
SB1 = SFđm – STdmax = 62,5 – 1/3.13,125 = 58,125 (MVA)
Phụ tải qua hai máy biến áp( B2 ,B3 ) được tính như sau
- Công suất truyền lên cao:

SCao( B2-B3) = 1/2 . ( SB1 – SVHT ) (2.2)
Dựa vào( bảng 6) và công thức (2.2) ta tính được phụ tải cho từng thời
điểm được ghi trong bảng sau:
(Bảng 11 )

t (h)
SB1
SVHT(t)
SCaoB2=B3

0-4
58,12
5
57,27
2

4-8
58,12
5
46,55
7

0,427

5,784

8-10
58,12
5
30,86
3
13,63
1

10-12

58,12
5
49,79
4

12-16
58,12
5

4,165

6,482

45,16

16-18
58,12
5
43,06
9
7,528

18-20
58,12
5
38,08
9
10,01
8

20-22
58,12
5
46,80
8

22-24
58,12
5
39,83
3

5,658

9,146

Từ kết quả tính được trong (bảng 11)
SCaomax = 13,631 (MVA) < 63 (MVA)
Như vậy máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thường:

2.3

Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố:
19

Đại Học Điện Lực

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

• Phương án 1:
Sự cố một máy biến áp , máy biến áp còn lại được phép quá tải 40%
công suất định mức trong suốt (5) ngày đêm , nhưng mỗi ngày không
quá (6h) khi hệ số phụ tải bậc một sự cố ( K1 ≤ 0,94 )
- Công suất thiêú của phía cao áp là:
SThiếu = SVHTmax – 1,4. SđmB1 = 57,272 – 1,4 . 100 = -82,728 (MVA)
Ta thấy : SThiếu = -82,728 ( MVA) < SDP(HT) =120 ( MVA)
Vậy máy biến áp ta chọn không bị quá tải khi sự cố một máy biến áp:
• Phương án 2:
Sự cố một máy biến áp liên lạc B2 :
- Công suất thiếu phía cao áp của máy biến áp :
SThiếu = SVHT( max) – SB1 – 1,4 .SB2
SThiếu =57,272 – 80 – 1,4. 63 = - 110,928 ( MVA)
SThiếu = - 110,928 ( MVA < SDP(HT) =120 ( MVA)
Vậy máy biến áp không bị quá tải khi sự cố một máy biến áp liên lạc
Sự cố máy biến áp B1:
SThiếu = SVHT( max) – 1,4 . 2 .SB2
SThiếu =57,272 – 1,4 . 2.80 = -166,728 ( MVA)
SThiếu = - 166,728 ( MVA < SDP(HT) =120 ( MVA)
Vậy máy bến áp không bị quá tải khi sự cố máy biến áp B1
- Khi sự cố một máy phát thì không cần kiểm tra vì công suất dự
phòng của hệ thống điện đủ cung cấp cho phu tải khi sự cố một máy
phát :

2.4 Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp:
• Phương án 1:

Tổn thất điện năng của hai máy biến áp( B1 ,B2 ):

∆PN 24 2
∆A = 2 × (∆PO × T + 365 × 2 × ∑ S i × t i ).
S dm 1

20

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện


 26,6352.4 + 23, 2782.4 + 15, 4312.2  

÷
0, 26 
∆A = 2. 0,065.8760 + 365. 2  +24,897 2.2 + 22,582.4 + 21,534 2.2 ÷ = 14,009.106 MWh
100 

2
2
2 ÷
 +19,044 .2 + 23, 404 .2 + 19,916 .2  

• Phương án 2:
Đối với máy biến áp bộ B1, thì tổn thất điện năng được tính theo công

thức sau:
2

 S 
∆AB1 = ∆PO × T + ∆PN ×  b  × T
 S dmB1 
Trong đó:
T : Là thời gian làm việc của máy biến áp ( T = 8760 h)
Sb : Là phụ tải của máy biến áp trong thời gian T
Máy biến áp B1 có các số liệu sau:
+ ∆PO = 80 (kW).
+ ∆PN = 320 (kW).
+ Sb = 58,125(MVA)
Từ đó ta tính được tổn thất điện năng hằng năm của máy B1

( 58,125)
∆AB1 = 0,08 × 8760 + 0,32 ×
2
( 80 )

2

× 8760 = 2180,589( MWh)

+ Tổn thất điện năng của hai máy biến áp B2 , B3 được tính theo công
thức :

∆A ( B2+ B3) = 2 × (∆PO × T + 365 ×

∆PN

2
Sdm

24

× ∑ Si2 × t i ).
1

Trong đó :
Si : Là công suất của máy biến áp trong thòi gian (t)
Máy biến áp B2 , B3 có các số liệu sau:
+ ∆PO = 67 (kW).
+ ∆PN = 300 (kW).
21

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

+ Tổn thất điện năng của máy biến áp B2 , B3 là:


 0, 4272.4 + 5,7842.4 + 13,6312.2  

÷
0,3 
∆AB 2+ B 3 = 2. 0,067.8760 + 365. 2  +4,1652.2 + 6, 4822.4 + 7,5282.2 ÷ = 14,724.106 (MWh)

63 

2
2
2 ÷
+
10,018
.2
+
5,658
.2
+
9,146
.2  


Vậy tổn thất điện năng hằng năm của phương án 2
∆A∑ = ∆AB1 +∆AB2,B3 = 2180,589 + 14,724.106 = 14,726 .106 (MWh)
( Bảng tổng kết tính toán tổn thất điện năng
Phương áp 1
Phương án 2

∆A = 14,009 .106 ( MWh)
∆A∑

= 14,726 .106 (MWh)

Kết luận :
- Với kết quả tính toán ta thấy tổn thất điện năng của phương án 1 nhỏ
hơn phương án 2:

22

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

Chương III
TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH
Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xẩy ra trong hệ
thống điện. Mục đích của việc tính toán dòng điện ngắn mạch là để chọn khí cụ
điện và các phần tử có dòng điện chạy qua của nhà máy theo điều kiện đảm bảo
các yêu cầu ổn định động và ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch ( dòng tính
toán ngắn mạch là dòng ngắn mạch 3 pha)
Để đơn giản tất cả các giá trị ta đều tính trong hệ đơn vị tương đối. Chọn
các đại lượng cơ bản như công suất cơ bản . Ta dùng phương pháp gần đúng
với khái niệm điện áp trung bình và chọn điện áp cơ bản bằng điện áp định
mức trung bình ( UCb = Utb ) , Công suất cơ bản Scb = 100 ( MVA)
Đã cho: XHT =1 , Công suất hệ thống SđmHT = 3500 (MVA)
Ta có điện kháng tương đối của hệ thống:
X H = X HT ×

Scb
100
= 1×
= 0, 0285
S HTdm

3500

3.1 Chọn dạng ngắn mạch và điểm ngắn mạch
Ta tính cho trường hợp nặng nề nhất là ngắn mạch 3 pha tại các điểm
N1 , N2 , N3 , N4 như hình vễ sau:

23

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


N2

N4

Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

N3

F2

F3.

N1

3.2

Tính các giá trị điện kháng tương đối :

• Điện kháng tương đối của hệ thống:
X H = X HT ×

Scb
100
= 1×
= 0, 0285
S HTdm
3500

• Điện kháng của đường dây:

.

S
1
1
100
X d = × xo × l × cb2 = × 0, 4 ×120 × 2 = 0,0453
n
U cb 2
230
( Chọn dây AC có xo ≈ 0,4 Ω/ km.)

• Điện kháng máy biến áp:
X B1 = X B 2 =

U n % Scb
31 100
×

=
×
= 0,31
100 Sdm 100 100

• Điện kháng máy phát điện :
24

Đại Học Điện Lực

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2


Đồ Án Môn Học

Thiết Kế Phần Điện Trong Nhà Máy Nhiệt Điện
S
100
X F = X d'' × cb = 0,133 ×
= 0, 2128
S dmF
62,5

• Điện kháng của kháng đện :

Xk =

X K % I cb U dmk
×
×

100 I dmk U tb

⇒ I cb =

Xk =

Scb
3 × U tb

=

100
= 5, 498( KA)
3 × 10,5

X K % I cb U dmk
5 5, 498 10
×
×
=
×
×
= 0, 654
100 I dmk U tb 100 0, 4 10,5

3.3 Sơ đồ đẳng trị:

• Tính tại điểm ngắn mạch N1
25

SV: Nguyễn Đình Huy – C7LT-H2