đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ một
vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện rất cần
cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của xã hội đòi hỏi phải có thêm nhiều
nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, em được
nhà trường và bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ là 55 MW cấp
điện cho phụ tải địa phương 10,5kV, phụ tải điện áp trung 110kV, phụ tải điện áp cao 220kV
và phát vào hệ thống 220KV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy
giáo ThS Vũ Hoàng Giang đến nay em đã hoàn thành bản đồ án. Do thời gian có hạn, kiến
thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh những thiếu sót. Vì vậy em rất mong
nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em ngày càng hoàn
thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn
chân thành nhất!
Sinh viên thực hiện
Trần Đức Liêm

1


CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT
CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
I.1 Chọn máy phát điện
Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy thủy điện gồm 4 tổ
máy x 55 MW. Nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải địa phương có Uđm= 22 kV, phụ tải
trung áp là 110 kV và phụ tải cao áp và phát về hệ thống ở cấp điện áp 220 kV. Do đã biết số
lượng và công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý một số điểm sau:

+ Chọn điện áp của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng ngắn mạch ở các cấp
điện áp sẽ nhỏ và do đó yêu cầu với các loại khí cụ điện sẽ giảm thấp.
+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như việc vận hành nên chọn các máy phát
điện cùng loại.
Từ đó tra trong bảng phụ lục được loại máy phát sau:
Sđm,
nđm,
Loại MPĐ
Pđ, MW Uđm, kV
cosφđm
X’’d
X’d
X2
MVA
v/ph
CB430/21068,75
55
10,5
428,6
0,8
0,18
0,28
1,19
14
I.2 Tính toán cân bằng công suất.
I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
P
P %(t)
Stnm(t ) = tnm(t ) với Ptnm(t ) = tnm

Ptnm
cosϕdm
100
Trong đó Stnm(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.
cosφdm – hệ số công suất định mức của máy phát.
Ptnm(t) – công suất tác dụng của toàn nhà máy tại thời điểm t.
Và tổng công suất phát toàn nhà máy phải bằng tổng công suất tiêu thụ:
Stnm (t) = SDP (t) + SUT (t) + S UC (t) + STD (t) + S VHT (t)
Ptnm(t )
Trong đó: Stnm(t ) =
SVHT(t) – công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
cosϕdm
Stnm(t) – công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
SDP(t) – công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t.
SUT(t) – công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t.
SUC(t) – công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t.
STD(t) – công suất tự dùng của nhà máy.
Ta có: Ptnm=4.55=220 MW
Smax=220/0,8=275 MVA
Từ bảng biến thiên công suất của phụ tải của toàn nhà máy ta tính được công suất phát ra
của nhà máy từng thời điểm là:
P
P %
Stnm(t ) = tnm(t ) với Ptnm(t ) = tnm Ptnm
cosϕdm
100
Kết quả tính toán cho ở bảng 1-1 và đồ thị vẽ ở hình 1-1:
Bảng 1-1:
t(giờ)

Ptnm%)
Stnm(t)(MVA)

0÷6
70
192,5

6 ÷ 10
90
247,5

10 ÷ 14
100
275

2

14 ÷ 20
80
220

20 ÷ 24
90
247,5


Hình 1-1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

300

275
247,5

250
200

220

247,5

192,5

150
100
50
t(h)
I.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng.
Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng của nhà máy αtd=1,1% công suất định
mức của nhà máy với cosφtdđm=0,8 tức là bằng hệ số công suất định mức của nhà máy và
được coi là hằng số với công thức:
Std(t)=α.SmaxNM=0,011.275=3,025 (MVA)
I.2.3. Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát UF (10,5 kV)
Phụ tải địa phương của nhà máy có điện áp 10,5 kV, công suất cực đại PmaxUF=14MW,
cosφ=0,82; gồm 2 kép x 3 MW x 5 km và 4 đơn x 2 MW x 3 km. Để xác định đồ thị phụ tải
địa phương phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và nhờ công thức:
PUF(t)
P %
SUF(t) =
với PUF(t) = UF PmaxUF
cosϕ

100
Kết quả tính được theo từng thời điểm t cho ở bảng 1-2 và đồ thị phụ tải địa phương cho ở
hình 1-2.
Bảng 1-2:
t(giờ)
PUF(%)
SUF(t) (MVA)

0÷6
80
13,66

6 ÷ 10
70
11,95

10 ÷ 14
80
13,66

Hình 1-2: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát:

3

14 ÷ 20
100
17,07

20 ÷ 24
90

15,37


S (MVA)
100
80
60
40
20

13,66 11,95

o

6

13,66
10

17,07 15,37
20

14

24

t(h)

I.2.4. Đồ thị phụ tải trung áp (110 kV)
Phụ tải cấp điên áp trung UT=110kV có: Pmax110=74 MW, cosφ110=0,83, gồm:

2 hộ loại I x 25MW và 2 hộ loại III x 12MW. Để xác định đồ thị phụ tải trung áp ta phải dựa
vào sự biến thiên phụ tải hằng ngày và dựa vào công thức:
P (t)
P%
ST(t ) = 110
.Pmax
với P110( t ) =
cosϕ
100
Kết quả tính theo từng thời điểm t được cho ở bảng 1-3 và đồ thị phụ tải trung áp ở hình 1-3.
Bảng 1-3:
t(giờ)
P110 (%)
ST(t) (MVA)

0÷6
80
71,33

6 ÷ 10
90
80,24

10 ÷ 14
100
89,16

4

14 ÷ 20

90
80,24

20 ÷ 24
80
71,33


Hình 1-3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung.

100
80

71,33

80,24

89,16

80,24

71,33

60
40
20

o

t(h)

I.2.5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao UC .
Phụ tải cấp điện áp cao UC=220kV có: Pmax220=86 MW, cosφ220=0,84, gồm:
1 hộ loại I x 50 MW và 3 hộ loại III x 12 MW. Để xác định đồ thị phụ tải cao áp ta phải dựa
vào sự biến thiên phụ tải hằng ngày và dựa vào công thức:
P (t)
P%
SC(t ) = 220
.Pmax
với P220( t ) =
cosϕ
100
Kết quả tính theo từng thời điểm t được cho ở bảng 1-4 và đồ thị phụ tải trung áp ở hình 1-4.
Bảng 1-4:
t(giờ)
P220 (%)
SC(t) (MVA)

0÷6
90
92,14

6 ÷ 10
80
81,9

10 ÷ 14
100
102,38

5

14 ÷ 20
80
81,9

20 ÷ 24
70
71,67


Hình 1-4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao.

S (MVA)
100

102,38

92,14

81,9

80

81,9
71,67

60
40
20

o

6

14

10

20

24

t(h)

I.2.6 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:
Stnm (t) = SDP (t) + SUT (t) + S UC (t) + STD (t) + S VHT (t)
Hay: SVHT (t) = Stnm (t) − [ SDP (t) + SUT (t) + SUC (t) + STD (t) ]
Trong đó:
SVHT(t) – công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
Stnm(t) – công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
SDP(t) – công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t (hay SUF(t)).
SUT(t) – công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t.
SUC(t) – công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t.
STD(t) – công suất tự dùng của nhà máy.
Áp dụng công thức trên ta tính toán được bảng số liệu sau:
Bảng 1-5:
t(giờ)

0÷6
6 ÷ 10
10 ÷ 14
14 ÷ 20
Stnm(t)(MVA)
192,5
247,5
275
220
STD
3,025
3,025
3,025
3,025
SUF(t) (MVA)
13,66
11,95
13,66
17,07
ST(t) (MVA)
71,33
80,24
89,16
80,24
SC(t) (MVA)
92,14
81,9
102,38
81,9
SVHT(t)(MVA)

12,345
70,385
66,775
37,765

6

20 ÷ 24
247,5
3,025
15,37
71,33
71,67
86,105


Hình 1-5: Đồ thị phụ tải phát về hệ thống

SVHT(MVA)

150
100
50

86,105

70,385 66,775

37,765

12,345

0

6

10

14

20

24

t(h)

I.2.7 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy:
t(giờ)
Stnm(t)(MVA)
STD
SUF(t) (MVA)
ST(t) (MVA)
SC(t) (MVA)
SVHT(t)(MVA)

0÷6
192,5
3,025
13,66

71,33
92,14
12,345

6 ÷ 10
247,5
3,025
11,95
80,24
81,9
70,385

10 ÷ 14
275
3,025
13,66
89,16
102,38
66,775

7

14 ÷ 20
220
3,025
17,07
80,24
81,9
37,765

20 ÷ 24
247,5
3,025
15,37
71,33
71,67
86,105


Hình 1-6: Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy.

S(MVA)
SNM

300

247,5

275
SVHT

192,5

200

220

247,5

SC

100
ST
STD

SÐP

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

22 24

t(h)

I.3 Đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà máy điện là một khâu hết sức quan trọng trong quá
trình thiết kế phần điện nhà máy điện. Từ quá trình tính toán ở trên ta có một số nhận xét sau:
+ Ta biết nguyên tắc để sơ đồ nối điện không cần có thanh góp điện áp máy phát là:
PmaxUF
SMax
SMax
14

DP
≤ 15% ở đây DP =
=
= 24,83% > 15% . Do đó sơ đồ nối
SdmF
SdmF cosϕ.SdmF 0,82.68, 75
điện chính của nhà máy sẽ có thanh góp điện áp máy phát.
+ Do các cấp điện 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi
α < 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp
điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.
Từ những nhận xét trên ta có thể đề xuất một số phương án nối điện sau:

1.Phương án I:

8


HTÐ
SC

ST

B1

B2

B4

B3

F1
TD

F2

F3

F4
TD
ÐP

TD
ÐP

2.Phương án II:

9

TD


HTÐ
SC

ST

B4

B1
B3

B2

F1
TD
ÐP

F2

F4

F3
TD

TD
ÐP

TD

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP.
II.1 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA MBA.
II.1.1 Phương án 1:
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây.
Phân công suất cho MBA trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây là bằng phẳng
trong suốt 24 giờ, phần thừa thiếu còn lại do MBA liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm
bảo cân bằng công suất phát bằng công suất thu( phụ tải), không xét đến tổn thất trong
MBA.
Công suất của MBA này được tính theo công thức sau:
1 max
1

Sbo = SdmF − .STD
= 68, 75 − .3, 025 = 67,994 (MVA)
n
4
2) MBA liên lạc.
Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF-MBA hai cuộn
dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở
cân bằng công suất, không xét đến tổn thất trong MBA.
Phân bố công suất cho các phía của MBA B2, B3 theo từng thời điểm như sau:
1
[ SUT (t) − SboT ]
2
1
SCC (t) = [ SUC (t) + SVHT (t) − SboC ]
2
SCT (t) =

10


SCH (t) = SCC (t) + SCT (t)
Trong đó: SUT(t), SUC(t): Công suất phụ tải điện áp trung, cao tại thời điểm t.
SCT(t), SCC(t), SCH(t): Công suất các phía trung, cao, hạ của MBA tại thời
điểm t.
SVHT(t): Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
SboT, SboC: Công suất bộ phía trung và phía cao.
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
được cho trong bảng sau :
Bảng 2-1:
t(h)

0÷6
6÷10
10÷14
14÷20
20÷24
67,994
67,994
67,994
67,994
67,994
SboT=SboC=Sbo(MVA)
SCT(t) (MVA)
1,668
6,123
10,583
6,123
1,668
SCC(t) (MVA)
18,076
41,996
50,411
25,621
44,701
SCH(t) (MVA)
19,744
48,119
60,994
31,744
46,369
II.1.2 Phương án 2:

1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF- MBA hai cuộn dây.
Tương tự như phương án 1 ta có công suất của MBA này là:
1 max
1
Sbo = SdmF − .STD
= 68, 75 − .3, 025 = 67,994 (MVA)
n
4
2) MBA liên lạc.
Tương tự như phương án 1 nhưng ở đây bên phía thanh góp cao áp không có bộ MFMBA, trong khi bên trung lại có hai bộ MF- MBA. Khi đó phân bố công suất cho các phía
của máy biến áp B1, B2 theo từng thời điểm như sau:
1
SCT (t) = [ SUT (t) − SboT ]
2
1
SCC (t) = [ SUC (t) + SVHT (t) ]
2
SCH (t) = SCC (t) + SCT (t)
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
được cho trong bảng sau :
Bảng 2-2:
t(h)
0÷6
6÷10
10÷14
14÷20
20÷24
SboT=2Sbo
2x67,994=135,988
SCT(t) (MVA)

-32,329
-27,874
-23,414
-27,874
-32,329
SCC(t) (MVA)
52,243
76,143
84,578
59,833
78,888
SCH(t) (MVA)
19,914
48,269
61,164
31,959
46,559
Dấu “-” trước công suất ở phía trung của MBA tự ngẫu chứng tỏ công suất truyền từ phía
trung áp sang phía cao áp của MBA tự ngẫu. Như vậy, máy biến áp tự ngẫu làm việc trong
chế độ tải công suất từ hạ và trung áp lên cao áp trong mọi thời điểm trong ngày.
II.2 CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MBA.
II.2.1 Phương án 1.
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây
a) Loại MBA hai cuộn dây B1 không có điều chỉnh dưới tải.
MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ. Như
vậy, chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điểu chỉnh trực tiếp bằng tự động điều
chỉnh kích từ (TĐK) của MF.
b) Công suất định mức: công suất định mức được chọn theo công thức sau:

11

SdmB1 ≥ SdmF = 68, 75 (MVA)
Đối với MBA này không cần kiểm tra điều kiện quá tải bởi một trong hai phần tử MF
hay MBA bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc, không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều
kiện sự cố. Cũng chính vì lí do này chỉ cần dùng máy cắt (MC) phía cao áp là đủ, phía hạ áp
chỉ dùng dao cách ly(DCL) phụ cho sửa chữa.
Do đó ta có thể chọn máy biến áp B1 phía cao áp với các thông số kĩ thuật sau:
Loại
MBA
TPдцH

Sdm
MVA
100

Điện áp cuộn dây, kV
C
H
230
11

Tổn thất, kW
∆P0
∆PN
94
360

UN%

Io%

12

0,7

Chọn máy biến áp B4 phía trung áp với các thông số kĩ thuật sau:
Loại
MBA

Sđm
MVA

TPдцH

80

ĐA cuộn dây, kV
C
H

Tổn thất, kW
∆P0
∆PN

UN%

I0%

115

70

10,5

0,55

10,5

310

2) Chọn máy biến áp tự ngẫu B2, B3 :
Là loại MBA có điều chỉnh dưới tải. Khi đó công suất định mức của MBA được chọn
theo biểu thức sau:
1
SdmB ≥ .Smax
thua
α
U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
Trong đó: α - Hệ số có lợi; α =
UC
220
Vậy để chọn được công suất định mức của MBA tự ngẫu trước hết phải xác định được
công suất tải lớn nhất trong suốt 24 giờ của từng cuộn dây, được gọi là công suất thừa lớn
max
nhất Sthua .
Ở phương án 1 này MBA liên lạc tải công suất hạ lên cao và lên trung nên cuộn hạ mang
tải nặng nhất, tức là:

1
n1 max  1 
2

min
Smax
thua =
 n1.SdmF − SDP − .STD ÷ =  2.68, 75 − 11,95 − .3, 025 ÷ = 62, 02 (MVA)
2
n
4
 2

1 max
1
.62, 02 = 124, 04 (MVA)
Do đó SdmB2 = SdmB3 ≥ .Sthua =
α
0,5
Vậy ta chọn MBA tự ngẫu B2, B3 có các thông số kĩ thuật như sau:

ĐA cuộn dây, kV
Loại
MBA

Sđm
MVA

C

T

H

Tổn thất, kW
∆PN
CT∆P0
C-T
H
H

12

UN%
CT

CH

TH

I0%


ATдцTH
125
230 121
11
75 290
11 31
19 0,6

3) Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố:
Máy biến áp liên lạc B2 và B3 :
Quá tải bình thường:
Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy công suất qua các
cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán :
Stt = αSTNđm = 0,5.125 =62,5 MVA
Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B2, B3 không bị quá tải.
Quá tải sự cố:
Sự cố 1: hỏng một bộ bên trung tại thời điểm phụ tải trung cực đại.
max
UTmax
UTmax
Ứng với SUT = 89,16 (MVA) ta có: SDP = 13, 66 (MVA) ; SUC = 102,38 (MVA) ;
UTmax
SVHT
= 66, 775 (MVA)
- Điều kiện kiểm tra quá tải:
max
2.K SC
qt .α.SdmB ≥ SUT

=> 2.1,4.0,5.125=175≥89,16 MVA => Thỏa mãn điều kiện
Ta có phân bố công suất khi sự cố:
1 max

SCT = 2 SUT = 44,58 (MVA)

1
1
1


UTmax
F2 + F3
SCH = ( n1.SdmF − SDP − STD ) = (2.68, 75 − 13, 66 − .3, 025) = 61,16 (MVA)
2
2
2

SCC = SCH − SCT = 61,16 − 44,58 = 16,58 (MVA)


Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía hạ lên
phía cao và lên trung. Khi đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất của
cuộn hạ Sha=SCH=Sthua=61,16 (MVA) để tính.
SC
Khi đó phải có: K qt Sha = 1, 4.61,16 = 85, 624 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)
 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.
Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S VHT = 66,775 MVA, vì vậy lượng công
suất còn thiếu là:
UTmax
Sthieu = (SVHT
+ SUTmax
) − (SBoB1 + 2.SCC ) = (66, 775 + 102,38) − (67,994 + 2.16,58) = 68, 001 (MVA)
UC
Trong khi SdtHT=2%.15000=300 (MVA) > Sthieu.
Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không
bị mất ổn định.
=> MBA đảm bảo điều kiện kĩ thuật.
Sự cố 2: hỏng một MBA tự ngẫu (TN) B3 tại thời điểm phụ tải trung cực đại.
max

UTmax
UTmax
Ứng với SUT = 89,16 (MVA) ta có: SDP = 13, 66 (MVA) ; SUC = 102,38 (MVA) ;
UTmax
SVHT
= 66, 775 (MVA)
- Điều kiện kiểm tra quá tải:
max
K SC
qt .α.SdmB + SboB4 ≥ SUT

 1,4.0,5.125+67,994=155,494 ≥ 89,16 MVA => Thỏa mãn điều kiện
Ta có phân bố công suất khi sự cố:

13


SCT = Smax
UT − SboB4 = 89,16 − 67,994 = 21,166 (MVA)

UTmax
F2 + F3
SC
SCH = Min { n1.SdmF − SDP − STD = 122,33; K qt .α.SdmTN = 1, 4.0,5.125 = 87,5} = 87,5 (MVA)

SCC = SCH − SCT = 87,5 − 21,166 = 66,334 (MVA)
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía hạ lên
phía cao và lên trung. Khi đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất của
cuộn hạ Sha để tính.
max

max
Khi đó: Sha = Sthua = SCH = 87,5 (MVA)
Và

K SC
qt .Sha = 1, 4.87,5 = 122,5 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)

 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.
Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S VHT = 66,775 MVA, vì vậy lượng công
suất còn thiếu là:
UTmax
Sthieu = (SVHT
+ SUTmax
) − (SBoB1 + SCC ) = (66, 775 + 102,38) − (67,994 + 66,334) = 34, 827 (MVA)
UC
Trong khi SdtHT=2%.15000=300 (MVA) > Sthieu.
Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không
bị mất ổn định.
=> MBA đảm bảo điều kiện kĩ thuật.
Sự cố 3: hỏng một MBA tự ngẫu (TN) B3 tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu.
min
UT min
UT min
Ứng với SUT = 71,33 (MVA) ta có: SDP = 13, 66 (MVA) ; SUC = 92,14 (MVA) ;
UT min
SVHT
= 12,345 (MVA)
Ta có phân bố công suất khi sự cố:

SCT = Smin

UT − SboB4 = 71,33 − 67,994 = 3,336 (MVA)

UT min
F2 + F3
SC
SCH = Min { n1.SdmF − SDP − STD = 122,33; K qt .α.SdmTN = 1, 4.0,5.125 = 87,5} = 87,5 (MVA)

SCC = SCH − SCT = 87,5 − 3,336 = 84,164 (MVA)
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía hạ lên
phía cao và lên trung. Khi đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất của
cuộn hạ Sha để tính.
max
max
Khi đó: Sha = Sthua = SCH = 87,5 (MVA)
Và

K SC
qt .Sha = 1, 4.87,5 = 122,5 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)
 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.

II.2.2 Phương án 2.
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây
MBA hai cuộn dây B3, B4 là loại không có điều chỉnh dưới tải.
Trường hợp này giống như MBA B4 ở phương án 1 nên:
Chọn máy biến áp B3, B4 phía trung áp với các thông số kĩ thuật sau:
Loại
MBA

Sđm
MVA

ĐA cuộn dây, kV
C
H

Tổn thất, kW
∆P0
∆PN

14

UN%

I0%


TPдцH

80

115

10,5

70

310

10,5

0,55

2) Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :
Cũng như phương án 1 điều kiện chọn MBA tự ngẫu B1, B2 như sau:
1
SdmB ≥ .Smax
thua
α
U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
Trong đó: α - Hệ số có lợi; α =
UC
220
Nhưng ở trường hợp này MBA làm việc ở chế độ tải công suất từ phía trung và hạ lên cao.
Trường hợp này cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất.
Do đó:
1
1
max
max
Smax
= ( Smax
( 86,105 + 102,38 − 67,994 ) = 60, 25 (MVA)
thua = Snt
VHT + SUC − SboB1 ) =
2
2
1 max
1

.60, 25 = 120,5 (MVA)
Do đó SdmB ≥ .Sthua =
α
0,5
Vậy ta chọn MBA tự ngẫu B1, B2 có các thông số kĩ thuật như sau:
ĐA cuộn dây, kV
Tổn thất, kW
UN%
Loại
Sđm
∆PN
C- CCTC
T
H
∆P0
MBA
MVA
C-T
T
H
H
H
ATдцTH
125
230 121
11
75 290
11 31

TH

I0%

19

0,6

3) Kiểm tra quá tải của MBA khi có sự cố:
Máy biến áp liên lạc B1 và B2 :
Quá tải bình thường:
Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy công suất qua
cuộn dây hạ áp của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán :
Stt = αSTNđm = 0,5.125=62,5 MVA
Còn các cuộn dây nối tiếp và cuộn dây chung tải được công suất định mức Sdm=125 MVA.
Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải.
Quá tải sự cố:
Sự cố 1: hỏng một bộ bên trung (bộ B4) tại thời điểm phụ tải trung cực đại.
max
UTmax
UTmax
Ứng với SUT = 89,16 (MVA) ta có: SDP = 13, 66 (MVA) ; SUC = 102,38 (MVA) ;
UTmax
SVHT
= 66, 775 (MVA)
- Điều kiện kiểm tra quá tải:
max
2.K SC
qt .α.SdmB + SboB3 ≥ SUT

=> 2.1,4.0,5.200+80=360≥89,16 MVA => Thỏa mãn điều kiện

Ta có phân bố công suất khi sự cố:

15


1 max
1

SCT = 2 ( SUT − SboB3 ) = 2 ( 89,16 − 67,994 ) = 10,583 (MVA)

1
1
1

UTmax
F1+ F2
SCH = ( n1.SdmF − SDP − STD ) = (2.68, 75 − 13, 66 − .3, 025) = 61,16 (MVA)
2
2
2

SCC = SCH − SCT = 61,16 − 10,583 = 50,58 (MVA)


Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía hạ lên
phía cao và lên trung. Khi đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất của
cuộn hạ Sha=SCH=Sthua=61,16 (MVA) để tính.
SC
Khi đó phải có: K qt .Sha = 1, 4.61,16 = 85, 624 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)
 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S VHT = 66,775 MVA, vì vậy lượng công
suất còn thiếu là:
UTmax
Sthieu = (SVHT
+ SUTmax
) − 2.SCC = (66, 775 + 102,38) − 2.50,58 = 67,995 (MVA) .
UC
Trong khi SdtHT=2%.15000=300 (MVA) > Sthieu.
Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không
bị mất ổn định.
=> MBA đảm bảo điều kiện kĩ thuật.
Sự cố 2: hỏng một MBA tự ngẫu (TN) B2 tại thời điểm phụ tải trung cực đại.
max
UTmax
UTmax
Ứng với SUT = 89,16 (MVA) ta có: SDP = 13, 66 (MVA) ; SUC = 102,38 (MVA) ;
UTmax
SVHT
= 66, 775 (MVA)
- Điều kiện kiểm tra quá tải:
max
K SC
qt .α.SdmB + 2.SboB4 ≥ SUT

 1,4.0,5.125+2.67,994=223,488 ≥ 89,16 MVA => Thỏa mãn điều kiện
Ta có phân bố công suất khi sự cố:
SCT = Smax
UT − 2.SboB4 = 89,16 − 2.67,994 = −46,828 (MVA)

UTmax

F1+ F2
SC
SCH = Min { n1.SdmF − SDP − STD = 122,33; K qt .α.SdmTN = 1, 4.0,5.125 = 87,5} = 87,5 (MVA)

SCC = SCH − SCT = 87,5 + 46,828 = 134,328 (MVA)
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía trung
và hạ lên phía cao. Khi đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất
của cuộn nối tiếp Snt để tính.
max
max
Khi đó: Sthua = Snt = Max { α.[ SCH (t) + SCT (t) ] } =0,5.134,328=67,164 (MVA)
SC
Và K qt .Snt = 1, 4.67,164 = 94, 03 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)
 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.
Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S VHT = 66,775 MVA, vì vậy lượng công
suất còn thiếu là:
UTmax
Sthieu = (SVHT
+ SUTmax
) − SCC = (66, 775 + 102,38) − 134,328 = 34,827 (MVA) .
UC
Trong khi SdtHT=2%.15000=300 (MVA) > Sthieu.
Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không
bị mất ổn định.

16


=> MBA đảm bảo điều kiện kĩ thuật.
Sự cố 3: hỏng một MBA tự ngẫu (TN) B2 tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu.

min
Ứng với SUT = 71,33 (MVA) ta có:
UT min
min
UT min
SDP
= 13, 66 (MVA) ; SUT
= 92,14 (MVA) ; SVHT
= 12,345 (MVA)
UC
Ta có phân bố công suất khi sự cố:

SCT = Smin
UT − 2.SboB4 = 71,33 − 2.67,994 = −64, 658 (MVA)

UT min
F1+ F2
SC
SCH = Min { n1.SdmF − SDP − STD = 122,33; K qt .α.SdmTN = 1, 4.0,5.125 = 87,5} = 87,5 (MVA)

SCC = SCH − SCT = 87,5 + 64, 658 = 152,158 (MVA)
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ phía trung
và hạ lên phía cao. Khi đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất. Do đó ta chọn giá trị công suất
của cuộn nối tiếp Snt để tính.
max
max
Khi đó: Sthua = Snt = Max { α.[ SCH (t) + SCT (t) ] } =0,5.152,158=76,079 (MVA)
SC
Và K qt .Snt = 1, 4.76, 079 = 106,511 ≥ α.SdmB = 0,5.125 = 62,5 (MVA)
 MBA thỏa mãn điều kiện không bị quá tải.

II.3 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA.
II.3.1 Phương án 1
1) Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.
a. Tính tổn thất điện năng hằng năm trong MBA B4
Vì đầu bài ra MBA mang tải bằng phẳng Sbo cả năm (8760 giờ) nên tổn thất điện năng
được xác định theo công thức sau:
2
2


 Sbo  
 67,994  
∆A =  ∆P0 + ∆PN 
÷  .8760 = 70 + 310. 
÷  .8760 = 2574874, 776 (kWh)=2574,875 (MWh)
 80  


 SdmB  
Trong đó: ∆P0 , ∆PN − tổn thất công suất không tải, ngắn mạch trong MBA.
b. Tính tổn thất điện năng hằng năm trong MBA B1
Tương tự MBA B4 ta có tổn thất điện năng trong MBA B1:
2
2


 Sbo  
 67,994  


∆A =  ∆P0 + ∆PN 
.8760
=
94
+
360.

÷

÷  .8760 = 2281407, 318 (kWh)=2281,407 (MWh)
 100  

 SdmB  


2) Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu B2, B3.
Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết ta phải tính tổn thất công suất
ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:
 C 1  CT ∆PNCH − ∆PNTH 
 ∆PN =  ∆PN +
÷
2
α2



TH
CH
 T 1  CT ∆PN − ∆PN 
 ∆PN =  ∆PN +

÷
2
α2



CH
TH


 ∆PNH = 1  ∆PN +2 ∆PN − ∆PNCT ÷
2
α


C
T
H
Trong đó: ∆PN , ∆PN , ∆PN − tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ.

∆PNCT , ∆PNCH , ∆PNTH − tổn thất công suất ngắn mạch cao-trung, cao-hạ, trung-hạ.

17


α − hệ số có lợi của MBA tự ngẫu; α =
CH
TH
Và ∆PN = ∆PN =

U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
UC
220

1 CT 1
∆PN = .290 = 145 (kW)
2
2

Vậy ta có:
 C 1  CT ∆PNCH − ∆PNTH  1 
145 − 145 
= 145 (kW)
 ∆PN =  ∆PN +
÷ =  290 +
2
2
α
0,52 ÷

 2


TH
CH
145 − 145 
 T 1  CT ∆PN − ∆PN  1 
∆

P
=
∆
P
+
 N
 N
÷ =  290 +
÷ = 145 (kW)
2
2
2
α
2
0,5






TH
 CH


 ∆PNH = 1  ∆PN +2 ∆PN − ∆PNCT ÷ = 1  145 + 145
− 290 ÷ = 435 (kW)
2
2
α



 2  0,5
Khi đó tổn thất điện năng của MBA B2, B3 được tính theo công thức sau:
2
2
2
C
T
H



 
C  Si
T  Si
H  Si
∆A = 8760.∆P0 + 365.∑  ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷  .∆t i
SdmB 
SdmB 
SdmB  
i = 24 






365
=8760.∆P0 + 2 .∑  ∆PNC .(SiC ) 2 .∆t i + ∆PNT .(SiT ) 2 .∆t i + ∆PNH .(SiH ) 2 .∆t i 
SdmB i = 24
Viết gọn lại:
∑ (SiC )2 .∆t i =18, 0762.6 + 41,9962.4 + 50, 4112.4 + 25, 6212.6 + 44, 7012.4 = 31111,514 (MVA)
i = 24

∑ (S
∑ (S

i = 24

i = 24

) .∆t i =1, 6682.6 + 6,1232.4 + 10,5832.4 + 6,1232.6 + 1, 6682.4 = 850, 733 (MVA)

T 2
i

) .∆t i =19, 7442.6 + 48,1192.4 + 60,9942.4 + 31, 744 2.6 + 46, 3692.4 = 41128, 204 (MVA)

H 2
i

Vậy
365
. ( 145.31111,514 + 145.850, 733 + 435.41128, 204 ) = 1183190,881 (kWh)
1252
II.3.2 Phương án 2
1) Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.

Tính tổn thất điện năng hằng năm trong MBA B3, B4
Vì đầu bài ra MBA mang tải bằng phẳng Sbo cả năm (8760 giờ) nên tổn thất điện năng
được xác định theo công thức sau:
2
2


 Sbo  
 67,994  
∆A =  ∆P0 + ∆PN 
÷  .8760 = 70 + 310. 
÷  .8760 = 2574874, 776 (kWh)=2574,875 (MWh)
 80  


 SdmB  
Trong đó: ∆P0 , ∆PN − tổn thất công suất không tải, ngắn mạch trong MBA.
2) Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu B1, B2.
Để tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu trước hết ta phải tính tổn thất công suất
ngắn mạch cho từng cuộn dây như sau:
∆A = 8760.75 +

18


 C 1  CT ∆PNCH − ∆PNTH 
 ∆PN =  ∆PN +
÷
2
α2




TH
CH
 T 1  CT ∆PN − ∆PN 
 ∆PN =  ∆PN +
÷
2
α2



CH
TH


 ∆PNH = 1  ∆PN +2 ∆PN − ∆PNCT ÷
2
α


C
T
H
Trong đó: ∆PN , ∆PN , ∆PN − tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ.
∆PNCT , ∆PNCH , ∆PNTH − tổn thất công suất ngắn mạch cao-trung, cao-hạ, trung-hạ.
U − U T 220 − 110
=
= 0,5

α − hệ số có lợi của MBA tự ngẫu; α = C
UC
220
1 CT 1
CH
TH
Và ∆PN = ∆PN = ∆PN = .290 = 145 (kW)
2
2
Vậy ta có:
 C 1  CT ∆PNCH − ∆PNTH  1 
145 − 145 
 ∆PN =  ∆PN +
÷ =  290 +
÷ = 145 (kW)
2
2
2
α
2
0,5






TH
CH
145 − 145 

 T 1  CT ∆PN − ∆PN  1 
= 145 (kW)
 ∆PN =  ∆PN +
÷ =  290 +
2
2
α
0,52 ÷

 2


TH
 CH


 ∆PNH = 1  ∆PN +2 ∆PN − ∆PNCT ÷ = 1  145 + 145
− 290 ÷ = 435 (kW)
2
2
α


 2  0,5
Khi đó tổn thất điện năng của MBA B1, B2 được tính theo công thức sau:
2
2
2
C
T

H



 
C  Si
T  Si
H  Si
∆A = 8760.∆P0 + 365.∑  ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷  .∆t i
S
S
S
i = 24 
 dmB 
 dmB 
 dmB  

365
=8760.∆P0 + 2 .∑  ∆PNC .(SiC ) 2 .∆t i + ∆PNT .(SiT ) 2 .∆t i + ∆PNH .(SiH ) 2 .∆t i 
SdmB i = 24
Viết gọn lại:
∑ (SiC )2 .∆t i =52, 2432.6 + 76,1432.4 + 84,5782.4 + 59,8332.6 + 78,8882.4 = 114553,958 (MVA)
i = 24

∑ (S
∑ (S

i = 24

i = 24

) .∆t i =32,329 2.6 + 27,874 2.4 + 23, 414 2.4 + 27,874 2.6 + 32, 3292.4 = 20414,103 (MVA)

T 2
i

) .∆t i =19,9142.6 + 48, 2692.4 + 61,1642.4 + 31,959 2.6 + 46, 5592.4 = 41462,357 (MVA)

H 2
i

Vậy:
∆A = 8760.75 +

365
. ( 145.114553,958 + 145.20414,103 + 435.41462,357 ) = 1535487, 703 (kWh)
1252
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH.

Trong hệ thống điện nói chung và các nhà máy điện nói riêng, các khí cụ điện và dây dẫn
cần làm việc đảm bảo an toàn kinh tế ở chế độ bình thường, đồng thời chịu được những tác
động cơ, nhiệt lớn khi có sự cố, đặc biệt trong sự cố ngắn mạch. Việc tính toán dòng điện
ngắn mạch nhằm giúp cho việc chọn đúng các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo

19

các tiêu chuẩn về ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch xảy ra. Vì vậy phải chọn
điểm ngắn mạch sao cho dòng ngắn mạch qua các khí cụ điện và dây dẫn là lớn nhất. Do đó
trong chương này ta tính toán ngắn mạch cho từng phương án với dạng ngắn mạch để chọn
khí cụ điện là ngắn mạch ba pha.
Sử dụng phương pháp đường cong tính toán để tính dòng ngắn mạch.
3.1. Tính điện kháng các phần tử trong sơ đồ thay thế
Chọn đại lượng cơ bản : Scb = 100 MVA

Ucb = Utbđm
Dòng cơ bản ở cấp điện áp máy phát : Ucb1 = 10,5 (kV)
Dòng cơ bản ở cấp điện áp trung : Ucb2 = 115 (kV)
Dòng cơ bản ở cấp điện áp cao : Ucb3 = 230 (kV)
Scb
100
∗
= 0,8.
= 0, 0053
- Hệ thống : X ht = X HT .
SdmHT
15000


- Máy phát điện :
S
100
X F = X"d . cb = 0,18.
= 0, 262
SFdm
68, 75
- Đường dây: Nhà máy thiết kế nối với hệ thống bằng một đường dây kép 220kV có chiều dài

L = 120 (km) ; SVHTmax = 86,105 MVA
Dòng điện làm việc bình thường là :
S
86,105
Ilvbt = VHT max =
= 0,113 (kA)
2 3 .U C
2 3 .220
24

Tmax =

∑S
i =0

VHTi

.t i

SVHT max

=

365
( 12,345.6 + 70,385.4 + 66, 775.4 + 37, 765.6 + 86,108.4 )
86,105

= 5060, 24 (h)

Tra bảng với dây nhôm lõi thép và Tmax = 5060,24 (h) ta được Jkt = 1 A/mm2

Tiết diện của đường dây nối nhà máy với hệ thống :
F ≥ Fkt =

Ilvbt
0,113 . 103
=
= 113 mm 2
J kt
1

Ta chọn dây AC-120 có X0 = 0,423 Ω/km, Icp = 380 (A) .
Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép : I’cp ≥ Icb
Trong đó :
- Icb là dòng làm việc cưỡng bức : Icb = 2.Ilvbt = 2.113 =226 A
- I’cp là dòng cho phép làm việc lâu dài đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ nơi đặt thanh dẫn.
I'cp = k hc .Icp =

θcp − θ0
θcp − θoqd

.Icp =

70 − 35
.380 = 335,128 A > I lvbt = 113 (A)
70 − 25

Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài cho phép.
Ta có :

20

x 0 .L Scb
0, 423.120 100
. 2 =
.
= 0, 048
2 U cb3
2
2302
- Máy biến áp tự ngẫu :
Tính điện áp ngắn mạch các cấp :
1
1
CH
TH
U CN % = . ( U CT
. ( 11 + 31 − 19 ) = 11,5%
N % + UN % − UN %) =
2
2
1
1
TH
CH
U TN % = . ( U CT
. ( 11 + 19 − 31) ≈ 0%
N % + UN % − UN %) =
2
2

1
1
TH
CT
U HN % = . ( U CH
. ( 31 + 19 − 11) = 19,5%
N % + UN % − UN %) =
2
2
Điện kháng thay thế:
Xd =

X CTN =
X

T
TN

U CN % Scb
11,5 100
.
=
.
= 0, 092
100 STNdm 100 125

U TN % Scb
0 100
=
.

=
.
=0
100 STNdm 100 125

U HN % Scb
19,5 100
.
=
.
= 0,156
100 STNdm 100 125
- Máy biến áp hai dây quấn bên trung :
U % S
10,5 100
X B = N . cb =
.
= 0,131
100 SdmB
100 80
H
X TN
=

- Máy biến áp hai dây quấn bên cao :
U % S
12 100
X B = N . cb =
.
= 0,12

100 SdmB
100 100
+) Chọn kháng điện:
a. Phân bố công suất

1,5
2

2

1,5
1,5 2

1,5

b. Tính dòng cưỡng bức qua kháng:
+ Khi sự cố một máy biến áp liên lạc B3.
Ta có phân bố công suất:

21

2


B2
Ksk.SBdm

SptII

B3

SquaK

SdmF
F2

F3

SquaK = SquaB + SptII − SdmF = K qtsc .α.SdmB + StdII + SdpII − SdmF
1
7
= 1, 4.0,5.125 + .3, 025 +
− 68, 75 = 28, 043 (MVA)
4
0,82
+ Khi sự cố một máy phát F2
Phân bố công suất:

B2
SquaB

B3

SquaK

S'i

StdIII+SdpIII
F3

Trong đó S’i là phần công suất các lộ đơn nối vào phân đoạn bên trái.
1
1
1
14
SquaB ≈ (SdmF − Std3 − Sdp ) = (68, 75 − .3, 025 −
) = 25, 46 (MVA)
2
2
4
0,82
SquaK = SquaB + Si'' = 25, 46 + 4 = 29, 46 (MVA)
Vậy dòng cưỡng bức qua kháng phương án này là:
29, 46
Icb =
= 1, 62 (kA)
3.10,5
Do đó tra bảng chọn loại kháng như sau:

22


Loại kháng
PbA-10-2000-8

Udm, kV
Idm, A
XK, Ω
Id.dm, kA
Inh.dm, kA

10,5
2000
0,23
53
42
3
U Kdm
10,5.10
=
= 3, 031 (Ω)
Ta có: X Kdm =
3.I Kdm
3.2000
XK
0, 23
.100 =
.100 = 7, 6%
Do đó: x K % =
X Kdm
3, 031
Vậy giá trị điện kháng ở hệ đơn vị tương đối cơ bản là:
X .S
X % I
X
0, 23.100
X K = K . cb = K = K 2 cb =
= 0, 209
100 IdmK Zcb
U cb
10,52

3.2. Chọn các điểm để tính toán ngắn mạch
Để chọn các khí cụ điện và dây dẫn trong các mạch ở các cấp điện áp một cách chính xác
ta cần tính các dòng ngắn mạch tại nơi đặt các khí cụ đó.
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn các mạch cao áp 220kV, chọn điểm ngắn mạch N 1.
Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch này là các MF của hệ thống và nhà máy.
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn các mạch trung áp 110kV, chọn điểm ngắn mạch N 2.
Nguồn cung cấp là các MF của hệ thống và nhà máy.
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp MBA liên lạc, chọn điểm ngắn mạch N 3,
MBA B2(Phương án 1) hay B1(phương án 2) nghỉ, nguồn cấp là các MF của nhà máy và hệ
thống.
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch máy phát điện, chọn hai điểm ngắn
mạch N4 hay N’4 . Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N’4 là máy phát F1. Nguồn cung cấp
cho điểm ngắn mạch N4 là hệ thống và nhà máy, trừ máy phát F 1. Trong hai điểm ngắn mạch
này, giá trị dòng ngắn mạch nào lớn sẽ được dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn.
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch phân đoạn, chọn điểm ngắn mạch N 6,
MBA B2 và máy phát F2 nghỉ( phương án 1) hay MBA B1 và máy phát F1 nghỉ (phương án
2), nguồn cấp là các MF còn lại của nhà máy và hệ thống. Dễ thấy:
IN6=IN3 – I’N4
 - Để chọn khí cụ điện và dây dẫn phía hạ áp mạch tự dùng, phụ tải địa phương chọn điểm
ngắn mạch N5. Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch này là hệ thống và các máy phát điện.
Ta có : IN5 = IN4 + I’N4 .
3.3. Tính toán ngắn mạch cho các phương án
3.3.1. Tính toán ngắn mạch cho phương án 1

23


HTÐ
SC

ST

N1

B1

N2

B2

B4

B3

N3
N'4

N6
N4

N5
F1

F3

F2

TD

F4

TD

TD
ÐP

TD
ÐP

Ta có sơ đồ thay thế :

HT
X1
0,0053
X2
0,048
X3
0,12

N1

X4
0,262

X5
0,092

X6
0,156

X7

0,092

X8
0,156

N2

X9
0,131

X10
0,262

N3
N6

F1
N5

N4'
N4

X11
0,209
X12
0,262

F2

F4

X13
0,262

F3

a.Tính toán ngắn mạch tại điểm N1
Lập và biến đổi sơ đồ thay thế :

24


HT
X1
0,0053
X2
0,048
X3
0,12
X4
0,262

N1

X5
0,092

X6
0,156

X7

0,092

X9
0,131

X8
0,156

X10
0,262

X11
0,209

F1

F4
X12
0,262

F2

X13
0,262

F3

Điểm ngắn mạch N1 có tính chất đối xứng, sau khi thu gọn sơ đồ ta có :
Biến đổi ∆ 11,12,13 → Y 14,15,16.
Với D = X11 + X12 + X13 = 0, 209 + 0, 262 + 0, 262 = 0, 733

X .X
0, 209.0, 262
X14 = 11 12 =
= 0, 075
D
0, 733
HT
X .X
0, 209.0, 262
X15 = 11 13 =
= 0, 075
D
0, 733
X21
X .X
0, 262.0, 262
X16 = 12 13 =
= 0, 094
0,0533
D
0, 733
Và
N1
X5
0,092

X20
0,382
X6
0,156

F1

X7
0,092

X19
X8
0,393 0,156

F4

X17 = X14 + X6 = 0, 075 + 0,156 = 0, 231
X18 = X15 + X8 = 0, 075 + 0,156 = 0, 231
X19 = X 9 + X10 = 0,131 + 0, 262 = 0,393
X 20 = X 3 + X 4 = 0,12 + 0, 262 = 0,382
X 21 = X1 + X 2 = 0, 0053 + 0, 048 = 0, 0533

X14
0,075

X15
0,075
X16
0,094

F2,3

X 22 = X 23 = X 6 + X14 = X8 + X15 = 0,156 + 0, 075 = 0, 231

25