ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
§1.1 Chọn loại máy phát điện
Máy phát điện cho là loại nhiệt điện ngưng hơi (NDNH), bao gồm 5 tổ máy, mỗi tổ
máy có công suất 60 MW
Thông số kĩ thuật của máy phát điện
Loại MF
NĐNH

S
MV
A
75

P
MW

U
KV

n
v/ph

Cos

X″

X′d

X

60

10,5

3000

0,8

0,146

0,22

0,178

§1.2 Tính toán cân bằng công suất
1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Ta đi xây dựng đồ thị phụ tải toàn nhà máy theo công thức sau:
S(t) = S đm∑
Trong đó:
S(t) - công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
P%(t) - phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, số liệu cho trong
đồ án như sau:
Giờ
P%(t)

0÷ 10

80

10÷ 14
90

14÷ 20
100

20÷ 24
90

cosϕ - hệ số công suất định mức của máy phát, số liệu cho trong đồ án cosϕ =0.8
S đm∑ - tổng công suất biểu kiến định mức của nhà máy, số liệu cho:
S đm∑ = n.S= 5.75 = 375 (MVA)
(n: số tổ máy n = 5)
Từ công thức và số liệu cho, ta có bảng tính phụ tải toàn nhà máy:
Giờ
S(t)

0÷ 10
240

10÷ 14
270

14÷ 20
300

20÷ 24
270

Ta có đồ thị phụ tải toàn nhà máy như sau:
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

S, MVA
300

240

0

10
14
20
Hình 1.1: Đồ thị công suất toàn nhà máy

24

t,h

2. Đồ thị phụ tải tự dùng:
Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (nhiệt, turbine,

công suất phát…), chiếm 5-10 % tổng công suất phát. Công suất tự dùng gồm 2
thành phần: thành phần thứ nhất (chiếm khoảng 40 %) không phụ thuộc vào công
suất phát của nhà máy; phần còn lại (60 %) phụ thuộc vào công suất của nhà máy.
Ta có, công suất phụ tải tự dùng:
S(t) =
( 0,4 + 0,6 )
Trong đó, theo số liệu đồ án:
α%: lượng điện phần trăm tự dùng α%= 8 %
n.P = 5*60=300 (MW)
cosϕ = 0,83
n.S =5*75=375 (MVA)
S(t): công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t
( đã xác định ở đồ thị phụ tải toàn nhà máy).
Từ công thức và số liệu đã cho, ta có bảng tính phụ tải tự dùng:
Giờ
S(t)

0÷ 10
18,14

10÷ 14
19,25

14÷ 20
20,36

20÷ 24
19,25

Do đó, đồ thị phụ tải tự dùng như sau:

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

S,MVA

20,36

18,14

0

10
14
20
Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng

24

t,h

3. Đồ thị phụ tải các cấp điện áp:
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm xác định:

S(t) = P%(t)
S(t): công suất phụ tải tại thời điểm t
P: công suất lớn nhất của phụ tải.
Cos: hệ số công suất.
P%(t): phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.
Với đồ án cho, sẽ có 3 cấp điện áp: 10.5 kV; 110 kV; 220 kV.
Ta đi tính toán cụ thể cho từng cấp điện áp như sau:
a) Cấp điện áp 10.5 kV ( Phụ tải địa phương).
Thông số như sau:
P = 20 MW ; Cos = 0,85.
Bảng biến thiên công suất phụ tải địa phương (số liệu đồ án):
Giờ
P%(t)

0÷ 8
80

8÷ 12
70

12÷14
80

14÷16
90

16÷18
100

18÷22

90

22÷24
80

Từ công thức và số liệu phụ tải, ta có bảng tính công suất phụ tải điện áp cấp địa
phương như sau:
Giờ
S (t)

0÷ 8
18,82

8÷ 12
16,47

12÷14
18,82

14÷16
21,18

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

16÷18
23,53

18÷22
21,18

22÷24
18,82

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

Do đó, đồ thị phụ tải cấp điện áp địa phương (10,5 kV) :
S,MVA
23.53

16.47

0

8

12 14 16 18
22 24
Hình 1.3: Đồ thị phụ tải địa phương

t, h

b) Cấp điện áp 110 kV (cấp điện áp phía trung).
Thông số như sau:
P = 70 MW ; Cos = 0,85.

Bảng biến thiên công suất phụ tải phía trung (số liệu đồ án):

Giờ
P%(t)

0÷6
90

6÷10
80

10÷14
90

14÷16
100

16÷20
90

20÷24
80

Từ công thức và số liệu phụ tải, ta có bảng tính công suất phụ tải điện phía trung như
sau:
Giờ
S (t)

0÷6
74,12

6÷10
65,88

10÷14
74,12

14÷16
82,35

16÷20
74,12

20÷24
65,88

Từ đây, ta có đồ thị công suất phụ tải phía trung:
S,MVA
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

82.35
65.88

0

6
10
14 16
20
24
Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung

t, h

c) Cấp điện áp 220 kv (cấp điện áp phía cao):
Thông số như sau:
P = 90 MW ; Cos = 0,87
Bảng biến thiên công suất phụ tải phía cao (số liệu đồ án):
Giờ
P%(t)

0÷6
90

6÷10
80

10÷18
90

18÷20
100

20÷22
90

22÷24
80

Từ công thức và số liệu phụ tải, ta có bảng tính công suất phụ tải điện phía cao như
sau:
Giờ
S(t)

0÷6
93,1

6÷10
82,76

10÷18
93,1

18÷20
103,45

20÷22
93,1

22÷24
82,76

Từ đây ta có đồ thị công suất phụ tải phía cao như sau:

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

S, MVA

103.45
82.76

0

6
10
18 20 22
Hình 1.5: Đồ thị phụ tải cấp điện áp phía cao

24

t, h

4.Đồ thị công suất phát về hệ thống
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng công

suất thu), không xét đến công suất tổn thất trong máy biến áp ta có:
S(t) + S(t) + S (t) + S(t) + S(t) + S(t) = 0
Suy ra:
S(t) = S(t) - [ S (t) + S(t) + S(t) + S(t) ]
Trong đó:
S(t): công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
S(t) : công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
S (t) : công suất phụ tại địa phương tại thời điểm t
S(t) : công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t
S(t) : công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t
S(t) : công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t
Dựa vào các số liệu đã tính toán ở trên,ta có bảng tính công suất về hệ thống như
sau:

Giờ
S(t)

0÷6
35,81

6÷8
54,4

8÷10
56,75

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

10÷12
67,06

12÷14
64,71

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
14÷16
83,01

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

16÷18
88,89

18÷20
80,9

20÷22
70,59

22÷24
83,29

Từ bảng tính toán trên, ta vẽ được đồ thị công suất phát về hệ thống:
S,MVA
88,89

35,82

0

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Hình 1.6: Đồ thị công suất phát về hệ thống
Ở phía thanh góp cao (TBPP cao áp) đồng cấp điện cho phụ tải điện áp phía cao và
phát công suất thừa về hệ thống; vậy công suất tổng tại đây, gọi là phụ tải thanh góp
cao áp S (t) sẽ được tính:
S (t) = S(t) + S (t)
Từ các số liệu trước và dựa vào công thức trên, ta có bảng tính công suất của phụ tải

thanh góp cao áp:

Giờ
S (t)

0÷6
128,92

6÷8
137,16

8÷10
139,51

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

10÷12
160,17

12÷14
157,81

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
14÷16
176,11

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

16÷18
181,1

18÷20
184,35

20÷22
163,69

22÷24
166,05

§ 1.3 Đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà máy điện là là một khâu hết sức quan trọng
trong quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện. Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải và
cân bằng công suất để đề xuất phương án nối điện.
Ta có bảng tổng hợp đồ thị phụ tải Min/Max như sau:
Max

Min

Công suất phát toàn nhà máy
Phụ tải tự dùng
Phụ tải địa phương
Phụ tải cấp điện áp trung
Phụ tải cấp điện áp cao
Công suất phát về hệ thống
Phụ tải phía thanh góp cao

300
20,36
23,53
82,35
103,45
88,89
184,35

240
18,14
16,47
65,88
82,76
35,82
128,92

Các bước chọn phương án nối dây như sau:
1) Xét xem có cần thanh góp điện áp máy phát hay không:
max
S DP
.100 ≤ 15%
2 SdmF
thì không cần thanh góp, ngược lại thì có

Ta có:
23,53
.100 = 15, 69 > 15%
2.75
như vậy cần thanh góp máy phát.

2) Chọn số lượng tổ máy phát ghép lên thanh góp máy phát
max
STGMP = S DP
+

max
STD
.x > S dmF
n

Ghép từ 2 tổ máy phát trở lên vào thanh góp máy phát
3) Chọn máy biến áp:\
Hệ số có lợi:
α=

U C − UT
= 0,5
UC

Ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc.
4) Do máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên ta ghép từ 1 đến 2 bộ MFMBA 2 cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung.
Do đó các phương án đưa ra như sau:
Phương án 1:
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

Phương án 2

Phương án 3:

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

Qua 3 phương án trên ta thấy phương án 1 và 3 là hai phương án đơn giản hơn.
Do đó giữ lại để tính toán kinh tế và kĩ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà
máy.

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
10


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A_PHƯƠNG ÁN I:

1) Phân bố công suất:
a) MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây
Sbo = S dmF −

max
STD
20,36
= 75 −
= 70,93( MVA)
n
5

b) Máy biến áp liên lạc
●

SCT (t ) =

1
( SUT (t ) − 2.Sbo )
2

1
( SVHT (t ) + SUC (t ) − Sbo )
2
●

SCH (t ) SCT (t ) SCC (t )
SCC (t ) =

●
=
+
Ta có bảng phân phối công suất như sau:
0-4
4-6
6-8
8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
SCT (t )
-34
-34
-38
-38
-34
-34
-30
-34
-34
-38
-38
SCC (t )
29
29
33
34
45
43

53
56
57
46
48
SCH (t ) -4.9 -4,9
-5
-4
11
9,6
23
22
23
8,4
9,6
2) Chọn loại và công suất máy
biến áp:
2.1) loại máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

1 max
1

SdmB ≥ S dmF − STD
→ SdmB ≥ 75 − .20,36 = 70, 93( MVA)
5
5

2.2)MBA tự ngẫu
S dmTN ≥

75
1
= 150( MVA)
S dmF
α
Như vậy: SdmTN ≥ 0,5

Ta có bảng thông số của máy biến áp phương án I như sau:
U dm
∆P0
∆PN
Loại MF
S dmF
UC
UT
UH
C-T
C-H T-H
TPДЦH
80
115
10,5 70

310
TДЦ
80
242
10,5 80
320
ATДЦTH 160
230
121
11
85
380

I0 %

0,55
0,6
0,5

2.3) kiểm tra quá tải:

Sự cố 1: hỏng một bộ MF-MBA bên trung, thời điểm
●Điều kiện kiểm tra quá tải:

2 K .α .SdmB + Sbo ≥ S
sc
qt

max
UT

→ SdmB ≥

S dmTN

→ SdmB

max
SUT

max
SUT
− Sbo
≥
2 K qtsc .α

82,35 − 70,93
= 8,16
2.0,5.1, 4

=160>8,16 nên thỏa mãn điều kiện.

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
12


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

●phân bố công suất trên các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:
+)công suất qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

SCT =

1 max
1
( SUT − Sbo ) = (82, 35 − 70, 93) = 5, 71( MVA)
2
2

+)công suất qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu:
1
2 max
1
2
UTmax
SCH = (2.S dmF − S DP
− STD
) = (2.75 − 21,18 − .20, 36) = 60,34( MVA)
2
5
2
5
+)công suất qua cuộn cao:

SCC = SCH − SCT = 60,34 − 5, 71 = 54, 63( MVA)

●Vậy công suất thiếu:
UTmax
UTmax
Sthiêu = ( SVHT
+ SUC
) − ( Sbo + 2.SCC )

= (83, 01 + 93,1) − (70,93 + 2.54, 63) = −4, 08( MVA)

S

Do thiêu < Sdt =100 (MVA)
Nên máy biến áp chọn thỏa mãn.
Sự cố 2: hỏng một MBA liên lạc, thời điểm

max
SUT

●Điều kiện kiểm tra quá tải:

K .α .S dmTN + 2.Sbo ≥ S
sc
qt

max
UT

→ S dmTN ≥

S dmTN

→ S dmTN

max
SUT
− 2.Sbo
≥
K qtsc .α

82,35 − 2.70,93
= −85, 01
0,5.1, 4

=160 > -85,01 nên thỏa mãn điều kiện.

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

●phân bố công suất trên các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:
+)công suất qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:
max
SCT = SUT
− 2.Sbo = 82, 35 − 2.70, 93 = −59, 51( MVA)

+)công suất qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu:
2 max
2
UTmax
SCH = 2.S dmF − S DP
− STD
= 2.75 − 21,18 − .20,36) = 120, 68( MVA)
5
5
+)công suất qua cuộn cao:

SCC = SCH − SCT = 120, 68 + 59,51 = 180,19( MVA)

●Vậy công suất thiếu:
UTmax
UTmax
Sthiêu = ( SVHT
+ SUC
) − ( Sbo + SCC )

= (83, 01 + 93,1) − (70,93 + 180,19) = −75, 01( MVA)

S

Do thiêu < Sdt =100 (MVA)
Nên máy biến áp chọn thỏa mãn.
3) Tính tổng tổn thất công suất
và điện năng:
Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu gồm hai phần
- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất

không tải của nó
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ tải máy biến áp .
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến ba pha hai cuộn dây trong một
năm :
∑ Si2 .t i
2
∆A = 365.(∆P .t + ∆P . SdmB )
2cd

o

N

Đối với máy biến áp ba pha tự ngẫu :
365
2
2
.∑ (∆PNC .SCi
.t i + ∆PNT .STi
.t i + ∆PNH .S2Hi .t i )
2
A =365.∆P .t + SdmB
TN

o

Trong đó :
SCi , STi , SHi : là công suất qua cuộn cao ,trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu trong
thời gian t.
Si : là công suất tải qua máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời gian t

ΔP0
tổn hao sắt từ .
:
ΔPN tổn thất ngắn mạch .
:
Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự ngẫu :
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

∆PN.C−H ∆PN.T −H
−
)
2
2
α
α
∆PN.C = 0,5.(∆PN.C-T +
∆PN.C−H ∆PN.T−H
+
)
2
2
α

α
∆PN.T = 0,5.(∆PN.C-T ∆PN.C−H ∆PN.T−H
+
)
2
2
α
α
∆PN.C = 0,5.(- ∆PN.C-T +
Từ các công thức trên của máy biến áp ta tính được tổn thất điện năng trong máy
biến áp :
Máy biến áp 1,4, 5 luôn làm việc với công suất truyền tải qua là

Sbo

=70,93 MVA

2

70,93
2
5
) = 2747943 (KWh)
=
= 8760.(70 + 310. 80
2
70,93
∆AB1
2
) = 2904406 (KWh)

= 8760.(80+ 320. 80

∆AB4 ∆AB

Máy biến áp tự ngẫu :
Vì nhà chế tạo chỉ cho biết trị số ∆PNC-T do đó ta lấy

∆PNC − H = ∆PNT − H =

1 C −T 1
∆PN = .380 = 190( KW )
2
2

∆PNC

= 0,5.(380 +0) = 190 KW

∆P

= 0,5.(380 +0) = 190 KW

T
N

∆P

H
N

190 + 190
− 380) = 570( KW )
2
0,5
= 0,5.
(

2
.t i = 44303,35
∑ SCi
∑ STi2 .t i = 29377,03
∑ S2Hi .t i = 3980,55

Từ đó ta có :
365
2
∆ATN = 365.24.85 + 125 (190. 44303,35+ 190. 29377,03 + 570. 3980,55) =

= 976548,74 (KWh)
Phương án I có tổng tổn thất điện năng là:
∆AI = ∆AB1 + ∆AB2 + ∆AB3 + ∆AB4 + ∆AB5
= 2904406 +2 .976548,74 +2.2747943
= 10,353( MWh)

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
15

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

4) chọn kháng phân đoạn:
Bước 1: phân bố phụ tải địa phương cho các phân đoạn thanh góp máy phát.
Phụ tải địa phương cấp 10,5 kV
Gồm 4 kép×3MW×3km và 4 đơn ×2MW×3km
Phân bố công suất cho từng đoạn:

PI = PII =10(MW)
Hình vẽ:

Bước 2: tính dòng qua kháng phân đoạn
Chỉ có 2 phân đoạn nên dòng điện làm việc bình thường qua kháng
●dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn:
Sự cố 1: hỏng một máy phát ( hình vẽ ).

I btK =0

Công suất qua MBA:
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
16


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

1
1
20,36
SquaB = ( SdmF − STD − S DP ) = (75 −
− 23,53) = 23,7( MVA)
2
2
5
Công suất qua kháng:

S quaK = S quaB + S1' = 23, 7 + 2.

2
= 28, 41( MVA)
cosϕ

Sự cố 2: hỏng MBA liên lạc ( hình vẽ )

Công suất qua kháng:

S quaK = K qtB .α .S dmB + S II + STD − S dmF
= 1, 4.0, 5.160 +

10
20, 36
+
− 75 = 53,84( MVA)
0,85
5

Vậy dòng cưỡng bức lớn nhất qua kháng:

I cbK =

sc1
sc1
max( SquaK
; SquaK
)

3U

=

max(28, 41;52,84)
= 2,91(kA)
3.10,5

Bước 3: chọn kháng phân đoạn

U dmK ≥ U dmHT
I dmK ≥ I cb

X K% = 10 ÷ 12%
Chọn kháng PБA-10-3000-12 có:
Iđm=3000A ; xk%=12%; iôdd =53 ( kA ); iôdn =42 ( kA )

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
17


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

5) Tính toán dòng cưỡng bức:
●Phía cao áp ( 220 kV )
+)Phụ tải phía cao áp:

I bt =

max
SUC

2 3U dm

=

103, 45
= 0,14( kA)
2 3.220

I cb = 2.I bt = 2.0,14 = 0, 28(kA)
+)Hệ thống:
max
S HT
88,89

I bt =
=
= 0,117( kA)
2 3U dm 2 3.220

I cb = 2.I bt = 2.0,117 = 0, 234( kA)
Mạch máy biến áp:
+)Máy biến áp trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây:

I bt =

SdmF
3U dm

=

75
= 0,197( kA)
3.220

I = 1, 05.I = 1, 05.0,197 = 0, 207( kA)

bt
→ cb
+)Máy biến áp liên lạc:
_Cuộn cao MBA liên lạc khi làm việc bình thường:
max
SCC
56, 71
I bt =

=
= 0,142( kA)
3U dm
3.230

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau:
+)Sự cố MBA bên trung:

I cb =

sc1
SCC

3U dm

=

54,63
= 0,137(kA)
3.230

+)Sự cố MBA liên lạc tự ngẫu:
sc 2
SCC
180,19
I cb =
=
= 0, 452( kA)
3U dm
3.230

Như vậy:

I cb = Max(0, 28;0, 234; 0, 207;0,137;0, 452) = 0, 452( kA)

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
18


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

●Phía trung 110 kV:
+)Mạch đường dây gồm 1 kép công suất 70 MW
Dòng điện làm việc bình thường:
max
1 SUT
1 82,35
I bt =
=
= 0, 216(kA)
2 3U dm 2 3.110

Dòng cưỡng bức:

I cb = 2.I bt = 2.0, 216 = 0, 432(kA)

+)Mạch nối MBA-MF:

I bt =

SdmF
3U dm

=

75
= 0,394(kA)
3.110

I cb = 1, 05.I bt = 1, 05.0,394 = 0, 414( kA)
+)MBA liên lạc:
Cuộn trung MBA liên lạc khi làm việc bình thường:
max
SCT
38
I bt =
=
= 0,191( kA)
3U dm
3.115

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau:
+)sự cố MBA bên trung:
sc1
SCC
5, 71

I cb =
=
= 0, 029( kA)
3U dm
3.115

+)sự cố MBA liên lạc:

I cb =

sc 2
SCC

3U dm

=

59,51
= 0, 299( kA)
3.115

→ I cb = Max(0, 432;0, 414;0, 029; 0, 299) = 0, 432( kA)
●Các mạch phía 10,5 kV:
Mạch máy phát:

I bt =

S dmF
3U dm

=

75
= 4,124(kA)
3.10,5

I cb = 1, 05.I bt = 1, 05.4,124 = 4,33( kA)
Ta có bảng sau:
Cấp điện áp ( kV )
Dòng cưỡng bức ( kA )

220
0,452

110
0,432

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

10,5
4,33

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
19


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

B_PHƯƠNG ÁN II:

1)Phân bố công suất:
a)MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây
Sbo = S dmF −

max
STD
20,36
= 75 −
= 70,93( MVA)
n
5

b)Máy biến áp liên lạc
●

SCT (t ) =

1
( SUT (t ) − S bo )
2

1
( SVHT (t ) + SUC (t ) − 2.Sbo )
2
●
SCH (t ) SCT (t ) SCC (t )
SCC (t ) =

●
=
+
Ta có bảng phân phối công suất như sau:
0-4
4-6
6-8
8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
SCT (t )
1.6
1.6 -2.5
-3 1.59
1.6
5.7
1.6
1.6
-3 -2.5
SCC (t )
-16
-16
-11
-10 -0.3 -1.5
12
11
6.6
-3 3.66
SCH (t )
-14
-14
-13

-12 1.25
0.1
17
12
8.2
-5 1.13
2)Chọn loại và công suất máy biến áp:
2.1) loại máy biến áp 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây

1 max
1
SdmB ≥ SdmF − STD
→ SdmB ≥ 75 − .20,36 = 70,93( MVA)
5
5

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

2.2)MBA tự ngẫu
S dmTN ≥

75

1
= 150( MVA)
S dmF
α
Như vậy: SdmTN ≥ 0,5

Ta có bảng thông số của máy biến áp phương án II như sau:
U dm
∆P0
∆PN
Loại MF
S dmF
UC
UT
UH
C-T
C-H T-H
TPДЦH
80
115
10,5 70
310
TДЦ
80
242
10,5 80
320
ATДЦTH 160
230
121

11
85
380

I0 %

0,55
0,6
0,5

2.3) kiểm tra quá tải:

Sự cố 1: hỏng một bộ MF-MBA bên trung, thời điểm
●Điều kiện kiểm tra quá tải:

2 K .α .SdmB ≥ S
sc
qt

max
UT

→ S dmB ≥

S dmTN

→ S dmB

max
SUT

max
SUT
≥
2 K qtsc .α

82,35
= 58,57( MVA)
2.0,5.1, 4

=160>58,57 nên thỏa mãn điều kiện.

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
21


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

●phân bố công suất trên các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:
+)công suất qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:

SCT =

1 max 1
SUT = 82, 35 = 41,175( MVA)
2

2

+)công suất qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu:
1
2 max
1
2
UTmax
SCH = (2.S dmF − S DP
− STD
) = (2.75 − 21,18 − .20, 36) = 60,34( MVA)
2
5
2
5
+)công suất qua cuộn cao:

SCC = SCH − SCT = 60,34 − 41,175 = 19,165( MVA)

●Vậy công suất thiếu:
UTmax
UTmax
Sthiêu = ( SVHT
+ SUC
) − (2 Sbo + 2.SCC )

= (83, 01 + 93,1) − (2.19,165 + 2.70,93) = −4, 08( MVA)

S

Do thiêu < Sdt =100 (MVA)
Nên máy biến áp chọn thỏa mãn.
Sự cố 2: hỏng một MBA liên lạc, thời điểm

max
SUT

●Điều kiện kiểm tra quá tải:

K .α .S dmTN + Sbo ≥ S
sc
qt

→ S dmTN ≥

max
UT

→ S dmTN

max
SUT
− Sbo
≥
K qtsc .α

82,35 − 70,93
= 16,31( MVA)
0,5.1, 4

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
22


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

S dmTN

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

=160 > -16,31 nên thỏa mãn điều kiện.

●phân bố công suất trên các cuộn dây máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:
+)công suất qua cuộn trung của MBA tự ngẫu:
max
SCT = SUT
− Sbo = 82, 35 − 70,93 = 11, 42( MVA)
+)công suất qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu:
2 max
2
UTmax
SCH = 2.S dmF − S DP
− STD
= 2.75 − 21,18 − .20,36) = 120, 68( MVA)
5
5
+)công suất qua cuộn cao:

SCC = SCH − SCT = 120, 68 − 11, 42 = 109, 26( MVA)

●Vậy công suất thiếu:
UTmax
UTmax
Sthiêu = ( SVHT
+ SUC
) − (2.Sbo + SCC )

= (83, 01 + 93,1) − (2.70,93 + 109, 26) = −75, 01( MVA)

S

Do thiêu < Sdt =100 (MVA)
Nên máy biến áp chọn thỏa mãn.
4) Tính tổng tổn thất công suất
và điện năng:
Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu gồm hai phần
- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất
không tải của nó
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ tải máy biến áp .
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến ba pha hai cuộn dây trong một
năm :
∑ Si2 .t i
2
∆A = 365.(∆P .t + ∆P . SdmB )
2cd

o

N

Đối với máy biến áp ba pha tự ngẫu :
365
2
2
.∑ (∆PNC .SCi
.t i + ∆PNT .STi
.t i + ∆PNH .S2Hi .t i )
2
A =365.∆P .t + SdmB
TN

o

Trong đó :
SCi , STi , SHi : là công suất qua cuộn cao ,trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu trong
thời gian t.
Si : là công suất tải qua máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời gian t
ΔP0
tổn hao sắt từ .
:
GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
23


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
ΔPN

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

tổn thất ngắn mạch .
Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự ngẫu :
∆PN.C−H ∆PN.T −H
−
)
2
α2
∆PN.C = 0,5.(∆PN.C-T + α
∆PN.C−H ∆PN.T−H
+
)
2
α2
∆PN.T = 0,5.(∆PN.C-T - α
∆PN.C−H ∆PN.T−H
+
)
2
2
α
α
∆PN.C = 0,5.(- ∆PN.C-T +
Từ các công thức trên của máy biến áp ta tính được tổn thất điện năng trong máy
biến áp :
:

Máy biến áp 1,2, 5 luôn làm việc với công suất truyền tải qua là

Sbo

=70,93 MVA

2

70,93
2
2
) = 2904406,43 (KWh)
=
= 8760.(80 + 320. 80
2
70,93
∆AB 5
2
) = 2747943,73 (KWh)
= 8760.(70+ 310. 80

∆AB1 ∆AB

Máy biến áp tự ngẫu :
Vì nhà chế tạo chỉ cho biết trị số ∆PNC-T do đó ta lấy

∆PNC − H = ∆PNT − H =

1 C −T 1
∆PN = .380 = 190( KW )
2

2

∆PNC

= 0,5.(380 +0) = 190 KW

∆PNT

= 0,5.(380 +0) = 190 KW

∆P

H
N

190 + 190
− 380) = 570( KW )
2
0,5
= 0,5.
(

2
.t i =2578,73 ( KVA)
∑ SCi
∑ STi2 .t i = 151,76 ( KVA)
∑ S2Hi .t i = 2987,47( KVA)

Từ đó ta có :
365

2
∆ATN = 365.24.85 + 160 (190. 2578,73+ 190. 151,76 + 570. 2987,47) =

= 776275,883 (KWh)
Phương án I có tổng tổn thất điện năng là:
∆AI =2. ∆AB1 +2. ∆ABTN + ∆AB5
= 2.2904406 +2 . 776275,883 +2747943
= 10,109( MWh)

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

5) Tính toán dòng cưỡng bức:
●Phía cao áp ( 220 kV )
+)Phụ tải phía cao áp:

I bt =

max
SUC

2 3U dm

=

103, 45
= 0,14( kA)
2 3.220

I cb = 2.I bt = 2.0,14 = 0, 28(kA)
+)Hệ thống:
max
S HT
88,89
I bt =
=
= 0,117( kA)
2 3U dm 2 3.220

I cb = 2.I bt = 2.0,117 = 0, 234( kA)
Mạch máy biến áp:
+)Máy biến áp trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây:

I bt =

SdmF
3U dm

=

75
= 0,197( kA)
3.220

I = 1, 05.I = 1, 05.0,197 = 0, 207( kA)

bt
→ cb
+)Máy biến áp liên lạc:
_Cuộn cao MBA liên lạc khi làm việc bình thường:
max
SCC
15,96
I bt =
=
= 0, 04(kA)
3U dm
3.230

Dòng cưỡng bức được xét trong các trường hợp sau:
+)Sự cố MBA bên trung:
sc1
SCC
19,165
I cb =
=
= 0, 048(kA)
3U dm
3.230

+)Sự cố MBA liên lạc tự ngẫu:
sc 2
SCC

109, 26
I cb =
=
= 0, 274( kA)
3U dm
3.230

Như vậy:

I cb = Max(0, 28;0, 234;0, 207;0, 048;0, 274) = 0, 28( kA)

GVHD: PHẠM VĂN HÒA

SVTH:TRẦN VĂN NHẬT
25