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

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
- Nhà máy kiểu thủy điện gồm 5 tổ máy x 60MW.
- Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây:
1. phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5kV: Pmax=8MW,Cos ρ =0,85.Biến thiên
phụ tải ghi trên bảng.Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt=21 kA và
tcắt=0,7 sec và cáp nhôm ,vỏ PVC với thiết diện nhỏ nhất là 70 mm2.
2. Phụ tải cấp diện áp máy trung 110kV: Pmax=70MW,Cos ρ =0,9.Gồm 1 kép x
70MW.Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax=90MW,Cos ρ =0,88.Gồm 1 kép x
90MW.Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 90 km.Công suất hệ
thống(không kể nhà máy đang thiết kế):2500MVA;công suất dự phòng của hệ
thống :110 MVA;điện kháng(công suất) ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ
thống: xHT*=0,95;
5. Tự dùng: α =1,2%; Cos ρ =0,82.
6. Công suất phát của toàn nhà máy ghi trên bảng
Giờ
CSDP
CSUT
CSUC
STNM

0-4

4-6

6-8

8-10

10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

80
90
90
80

80
90
90
80

80
80
80
80

70
80
80
80

70
90
90
90

80
90

90
90

90
100
90
100

100
90
90
100

90
90
100
100

90
80
90
90

80
80
90
90

CHƯƠNG I :
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
I.chọn máy phát điện.
Chất lượng điện năng là một yêu cầu quan trọng của phụ tải. Để đảm bảo chất
lượng điện năng tại mỗi thời điểm, điện năng do các nhà máy phát điện phát ra
phải hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ. Vì điện năng ít có khả năng
tích lũy nên việc cân bằng công suất trong hệ thống điện rất quan trọng, trong thực
tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. việc nắm được
quy luật biến thiên cuar đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và
vận hành. Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn phương án nối dây hợp lý,
đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài
ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suât các máy biến áp và
phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy thủy điện có tổng công suất đặt là 300 MW gồm
có 5 tổ máy phát công suất 60MW cung cấp cho các phụ tải sau : phụ tải địa
phương điện áp 10,5 kV,phụ tải cấp trung áp 110 kV và phát về hệ thống với cấp
điện áp 220 kV.
Ta chọn máy phát điện loại CB-505/190-16T có các thông số sau:
Loại
Sđm
máy MF MVA
CB66,7
505/19016T

Pđm
MW
60

Uđm
kV
11

Iđm
kA
3,5

Cosφ
0,9

nđm
V/Ph
375

Xd’’
0,14

Xd’
0,23

Xd
0,88

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các

cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng ( Pmax ) và hệ số
( Cosφtb ) của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tinh được phụ tải của các cấp điện áp
theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau:
P
S = max .P %
t Cosϕ
tb

Trong đó : St : công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng ( MVA).
P% : công suất tác dụng tại thời điểm tính bằng % công suất cực đại
Pmax : công suất của phụ tải cực đại tính bằng ( MW)
Cosφtb : hệ số công suất trung bình của từng phụ tải

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

II. tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1. Phụ tải địa phương ( 10,5kV)
Phụ tải dịa phương của nhà máy có điện áp 10,5kV,công suất cực đại Pmax= 8 MW,
Cosφ =0,85 : Gồm 3 kép x 2MW x 2 km và 2 đơn x 1MW x 2km. Để xác định đồ
thị phụ tải địa phương phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho nhờ
công thức :
S dp (t ) =

Pmax
.P %(t )
Cosρ

+ t = (0-4) thì ta có P%(0-4) = 90 ta có :
S dp (0 − 4) =

8.80%
= 7,53 (MVA)
0,85.100

Tính tương tự cho các thời điểm tiếp theo ta được số liệu theo bảng sau :
t( giờ)
Pmax(%)
Sđp(t)
( MVA)

0-4
80
7,53

4-6 6-8
80
80
7,53 7,53

8-10
70
6,58

10-12
70
6,58

12-14
80
7,53

14-16
90
8,47

16-18
100
9,41

18-20
90
8,47

20-22
90
8,47

22-24
80
7,53

Từ bảng kết quả này ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát như hình vẽ :

2. Phụ tải toàn nhà máy

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Số liệu ban đầu Pmax= 300 MW,Cos ρ =0,9.
S max (t ) =

Pmax (t )
.Pmax
cos ϕ

Dựa vào công thức trên ta tính được công suất phụ tải toàn nhà máy theo thời
gian trong ngày như bảng sau:
B¶ng 1.2
§å thÞ phô t¶i:
t( giờ)
Pmax(%)
Stnm(t)
(MVA)

0-4
4-6
6-8

80
80
80
266,7 266,7 266,7

8-10
80
266,7

10-12
90
300

12-14
90
300

14-16
100
333,3

16-18
100
333,3

18-20
100
333,3

20-22

90
300

22-24
90
300

Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

3. Đồ thị phụ tải phía trung(110kV)
Theo đồ án đã cho Pmax= 70 MW và Cosφtb=0,90 , gồm 1 kép x 70 MW. Để xác
định đồ thị phụ tải phía trung áp phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã
cho nhờ công thức :
SUT (t ) =

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

Pmax
.P %(t )
Cosρ

4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Kết quả tính toán theo từng thời điểm t cho ở bảng 1-2 và dồ thị phụ tải phía trung
áp hình 1 :

t( giờ)
Pmax(%)
ST(t)
( MVA)

0-4
90
70

4-6
90
70

6-8
80
62,2

8-10
80
62,2

10-12
90
70

12-14
90
70

14-16

100
77

16-18
90
70

18-20
90
70

20-22
80
62,2

22-24
80
62,2

4. Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao ( 220kV).
Theo đồ án đã cho Pmax=90 MW , Cosφtb=0,88, gồm 1 kép x 90 MW .
Để xác định đồ thị phụ tải phía cao áp phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng
ngày nhờ công thức :
SUC (t ) =

Pmax
.P %(t )
Cosρ

+ t = 0 – 4h ta có P% = 90% ta tính được :

SUC (t ) =

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

90.90
= 92,045 (MVA)
0,88.100

5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Ta tính tương tự cho các thời điểm tiếp theo kết quả ghi ở bảng sau :
t( giờ)
Pmax(%)
SC(t)
( MVA)

0-4

4-6

6-8

8-10

90

90
80
80
92,045 92,045 81,82 81,82

10-12

12-14

14-16

16-18

18-20

20-22

90
90
90
90
100
90
92,045 92,045 92,045 92,045 102,27 92,045

2224
80
81,82

5.

S(t)
110

102,7
100

92,045

92,045

92,045

90

81,82

81,82

80

70

60

t
0

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Phụ tải tự dùng của toàn nhà máy :
Trong việc thiết kế cho nhà máy thủy điện,công suất điện tự dùng phần trăm thấp
hơn nhiều so với nhiều nhà máy nhiệt điện,chi chiếm từ 0,8% đến 1,5% công suất
định mức máy phát.Phần tự dùng của nhà máy thủy điện gồm 2 phần tự dùng
chung và tự dùng riêng cho từng tổ máy phát.Trong đó công suất cho tự dùng
chung chiếm đa phần công suất tự dùng của toàn nhà máy,mà phần tự dùng chung
không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy.Do vậy công suất tự dùng cho

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

nhà máy thủy điện coi như không đổi theo thời gian và được xác dịnh theo công
thức sau:
S TD =

1,2.5.60
= 4,39 (MVA)
100.0,82

6. Công suất về hệ thống.
Do nhà máy thiết kế có nhiệm vụ ngoài nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các
phụ tải phía trung áp, cao áp và phụ tải địa phương thì lượng còn lại sẽ cung cấp về
hệ thống, ta có công thức sau :
SVHT(t) = STNM(t) – [ SĐP(t) + SUT(t) + STD(t) + SUC(t) ]
Áp dụng công thức trên và dựa vào các công thức tính toán ở trên ta có bảng số
liệu sau :
t(giờ)

0-4

4-6

6-8

8-10

10-12

12-14

14-16

16-18

18-20

20-22

22-24

STNM

266,7

266,7

266,7

266,7

300

300

333,3

333,3

333,3

300

300

SĐP
SUT
STD
SUC

7,53

7,53

7,53

6,58

6,58

7,53

8,47

9,41

8,47

8,47

7,53

70

70

62,2

62,2

70

70

77

70

70

62,2

62,2

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

4,39

92,045 92,045

81,82

81,82

92,045

92,045

92,045

92,045

102,27

92,045

81,82

SVHT

92,735 92,735 110,76 111,71 126,985 126,035

148,1
7

132,895

144,06

151,395 157,45
5

Đồ thị phụ tải toàn nhà máy :

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


N MễN HC NH MY IN

III : La chn phng ỏn ni in chớnh
Chn s ni in chớnh l mt trong nhng nhim v ht sc quan trng trong
thit k nh mỏy in. S ni in hp lớ khụng nhng em li li ớch kinh t
ln lao m cũn ỏp ng cỏc yờu cu k thut.
Trong cỏc thit b in ca nh mỏy v trm bin ỏp cỏc khớ c in c ni li
vi nhau thnh s in, yờu cu ca s in l lm m bo tin cy, cu
to n gin, vn hnh linh hot, kinh t v an ton cho ngi do vy chn s
ni in chớnh l mt trong nhng khõu quan trng trong quỏ trỡnh thit k.
Nhận xét
Qua quá trình phân tích và tính toán phụ tải ở các cấp điện áp và phụ tải toàn nhà
máy ta rút ra một số nhận xét sau:
Phụ tải địa phơng có SPmax = 9,41MVA và SDPmin = 6,58MVA
max
S DP
9,41
=
= 7,075% < 15%
2.S dmF 2.6,67

V CễNG ễNG 2H1

8

TRNG I HC IN LC

N MễN HC NH MY IN

Giá trị công suất này nh hơn 15% công suất định mức của một tổ máy phát. Do
vậy để cung cấp điện cho phụ tải địa phơng đợc an toàn, liên tục trong các phơng
án nối dây đa ra khụng cn phải có thanh góp điện áp máy phát.Ph ti in ỏp
c ly trc tip t u cc mỏy phỏt.
_ Li phớa cao (220kV) v li phớa trung (110kV) l li trung tớnh trc tip ni
t v =

Uc UT
Uc

=

220 110
= 0,5
220

Ta s dng 2 mỏy bin ỏp t ngu lm liờn lc.
Mỏy bin ỏp liờn lc l mỏy bin ỏp t ngu nờn nâng cao tính đảm bảo cung
cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 110kV ta có thể ghộp 1 n 2 b mỏy phỏt mỏy
bin ỏp hai cun dõy lờn thanh gúp in ỏp phớa trung.Ta cú 2.S mF =2.66,7 >
Sdp=110MVA nờn ta khụng phi ghộp chung 2 mỏy bin ỏp.
Nhà máy thiết kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp và
tự dùng còn phát về hệ thống một lợng công suất đáng kể SVHTmax = 157,455MVA
và SVHTmin = 92,735MVA đợc truyền tải trên đờng dây kép dài 90km.Cụng sut h
thng (khụng k nh mỏy ang thit k) l 2500MVA.Cụng sut d phũng l
110MVA.
Từ các nhận xét trên ta thấy rằng nhà máy cần thiết kế ngoài việc đảm bảo cung

cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp nó còn có ý nghĩa quan trọng đối với toàn hệ
thống, lợng công suất phát về hệ thống khá lớn nên nó có ảnh hởng trực tiếp tới độ
ổn định của hệ thống. Vì vậy trong quá trình đề xuất các phơng án nối dây cần chú
ý tới tầm quan trọng của nhà máy với hệ thống.

T nhn xột trờn õy ta cú th xut mt s phng ỏn nh sau :
1. Phng ỏn I

V CễNG ễNG 2H1

9

TRNG I HC IN LC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhận xét : Trong phương án này ta dùng hai bộ máy biến áp phát ở phía trung
áp. Còn dùng ba máy phát để cung cấp điện cho thanh cái 220kV, trong đó có máy
phát F1 với máy biến áp 2 cuộn dây B1 để phát điện lên thanh cái 220kV còn máy
biến áp tự ngẫu B2, B3 dùng để liên lạc 3 cấp điện áp với nhau.
Ưu điểm : Ta thấy thanh cái trung áp 110kv có hai máy phát F4, F5, máy biến
max
= 77 MVA
áp B4, B5 cấp lên với Sđm = 2.66,7 = 133,4 ( MVA ) thì phụ tải SUT
max
mà SUT = 62,2MVA . Như vậy lượng công suất thừa chuyển sang thanh cái cao làm
cho phía cao tải công suất lớn mặc dù hạ và trung chỉ tải đến công suất tính toán.
Dung lượng máy biến áp nhỏ hơn.
Đảm bảo kinh tế, kỹ thuật, cung cấp điện liên tục, vận hành đơn giản

Nhược điểm : gây tổn hao công suất lớn.

2. Phương án II.
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhận xét : trong phương án này ta dùng hai bộ máy biến áp B1, B2 máy phát điện
F1, F2 làm việc song song với nhau cung cấp lên thanh góp cao áp 220 kV và hai
cặp F3, F4 máy biến áp B3, B4 làm việc song song, trong đó hai máy biến áp tự
ngẫu B3, B4 làm nhiệm vụ liên lạc giữa 3 cấp điện áp với nhau.
Ưu điểm : lượng công suất truyền tải qua cuộn trung nhỏ nên tổn thất công suất
nhỏ.
Nhược điểm : thiết kế như vậy thì sẽ không cân bằng công suất giữa các pha với
nhau.

3. Phương án III

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

11

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhận xét : đối với phương án này thì bên trung áp hai bộ máy phát – máy biến áp
F4, F5 và B4, B5 làm việc song song còn bên 220 kV ta cho ba bộ máy phát – máy
biến áp F1, F2, F3 và B1, B2, B3 làm việc song song và để liên lạc giữa 3 cấp điện
áp với nhau ta dùng hai máy biến áp B6, B7.
Ưu điểm : vẩn đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Nhược điểm : theo phương án này ta thấy có mặt hạn chế hơn là về cách đấu phức
tạp hơn, vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều hơn, tổn thất nhiều hơn về cả về kỹ
thuật lẫn vận hành so với hai phương án trên.
⇒ Tóm lại : qua những phân tích trên ta để lại phương án I và phương án II để tính
toán so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối
ưu cho nhà máy điện.
CHƯƠNG II
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

I. Chọn MBA cho các phương án
1) MBA bộ trong sơ đồ MF- MBA 2 cuộn dây
- Điện áp phía đầu ra khá ổn định, chỉ yêu cầu điều chỉnh phía cao
của bộ và việc điều chỉnh này chỉ bằng điều chỉnh dòng kích từ máy phát
nên không phải chọn MBA điều chỉnh dưới tải → về kinh tế rẻ và vận hành

đơn giản.
- Chỉ cần máy cắt phía cao của bộ vì hỏng một trong hai ( MBA hoặc
MF ) thì hỏng cả bộ, dẫn đến cắt cả bộ.
- Công suất định mức MBA được chọn
SđmB ≥ SđmF = 66,7 MVA
→ Chọn MBA TДЦ có SđmB = 80 MVA có các thông số
Loại MBA Sđm ( MVA) UC ( kV) UH ( kV) ΔPo( kW) ΔPN( kW) UN% Io%
TДЦ

80

242

10,5

80

320

11

0,6

2) MBA liên lạc
• Mang tải Phía 110kV
→ Chọn MBA TДЦH có SđmB = 80 MVA có các thông số
Loại
MBA
TДЦH

Sđm ( MVA) UC ( kV) UH ( kV) ΔPo( kW) ΔPN( kW) UN% Io%
80

121

10,5

70

310

10,5 0,55

• Phía 220kV
- bằng phẳng ( do yêu cầu phụ tải phía cao, trung, hạ không bằng
phẳng và do khi bộ đã mang tải bằng phẳng thì phần còn lại là tự
ngẫu phải mang tải không bằng phẳng ).
- Mang tải không bằng phẳng, lại liên quan đến nhiều cấp điện áp, nếu
chỉ dùng điều chỉnh dòng kích từ thì chưa đủ mà phải huy động đến
điều chỉnh dưới tải của MBA
→ phải chọn MBA có điều chỉnh dưới tải
- Các cấp điện áp của MBA liên lạc đều phải có máy cắt để đảm bảo
việc vận hành linh hoạt:
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

13

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

+ Để loại MBA đó khỏi hệ thống khi sự cố
+ Khi mất điện một phía, chỉ phía đó mất điện, hai phía còn lại vẫn
liên lạc với nhau
- Công suất định mức MBA được chọn
S dmB ≥

1
1
1 max
66,7 = 133,4 MVA
S thua = S dmF =
0,5
α
α

→ Chọn MBA ATДЦTH có SđmTN = 160 MVA có các thông số
Loại MBA

ATДЦTH

Sđm
UC
UT
UH
ΔPo ΔPNCT
MVA ( kV) ( kV) ( kV) ( kW) ( kW)
160

230

121

11

85

380

UN%
C-T C-H T-H
11

32

20

0,5

II.Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp.
A. Phương án I.

• Phân bố công suất cho các MBA trong chế độ làm việc bình thường
- MBA 2 dây quấn
Sb1 = Sb4 = Sb5 = SđmF – 1/5. Stdmax
= 66,7 – 1/5. 4,39 = 65,822 MVA
- MBA liên lạc

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

14

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
1
( Suc + Svht − Sb1 )
2
1
= ( S ut − S b 4 − S b 5 )
2

SCC =
S CT

SCH = SCC + SCT
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu :

SCC
SCT
SCH

59.2765 59.2765

63.379 63.854

76.604

76.129

88.809

91.839

92.309

79.559

80.029

-30.822 -30.822 -34.722 -34.722 -30.822 -30.822 -27.322 -30.822 -30.822 -34.722 -34.722
28.4545 28.4545

28.657

29.132

45.782

45.307

61.487

61.017

61.487

44.837

45.307

1.xét quá tải sự cố.
max
1.1.Hỏng B5 tại SUT
.

Sbộ = SđmF – 1/5. Stdmax
= 66,7 – 1/5. 4,39 = 65,822 MVA
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

15

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

- Kiểm tra điều kiện mang tải
max
2. Kqtsc. α. SđmTN + Sbộ ≥ SUT
70

2. 1,4. 0,5. 160 + 65,822 = 289,822 ≥ 0,9 = 77,78 (thoả mãn)
- Phân bố công suất
Sb1 = Sb4 = 65,822 MVA
Tự ngẫu
SCT = 1/2 . (Sutmax - Sb4 ) = 1/2 . (77,78 - 65,822 ) = 5,979 MVA
⇔

SCH = SđmF -

S DP
9, 41 4,39
S max
- TD =66,72
2
5
5

= 61,117 MVA
SCC = SCH - SCT =61,117 – 5,979 = 55,138 MVA
 SCH = 61,117 MVA < Stt = 80 MVA
Vậy máy biến áp không bị quá tải.
- Công suất thiếu.
Sthiếu = ( Svht + Suc ) – ( Sb1 + 2. SCC )
= ( 157,455 + 100 ) - ( 65,822 + 2. 55,138)
= 81,357 MVA < Sdp = 110 MVA
1.2.tính tổn thất điện năng của MBA
 Tổn thất điện năng trong MBA bộ B1
2

 Sb  
∆AB1 =  ∆P0 + ∆PN . 
÷  .8760

 S dm  
2


 65,822  
= 80 + 320.
 .8760
80

 


= 2,598.106 kWh
 Tổn thất điện năng trong MBA bộ B4 , B5
2

 Sb  
∆AB 4 = ∆AB 5 =  ∆P0 + ∆PN . 
÷  .8760

 S dm  
2

 65,822  
= 70 + 310.
 .8760
 80  


= 2,451.106 kWh
 Tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu B2, B3
Ta có ΔPNCT = 380 kW

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

16

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

→ ΔPNCT = ΔPNTH = 1/2. ΔPNCT = 190 kW
∆P CH − ∆PTH
1
(∆PNCT + N 2 N )
2
α
TH
∆PN − ∆PNCH
1
T
CT
∆PN = (∆PN +
)
2
α2
1 ∆P CH + ∆PTH
∆PNH = ( N 2 N − ∆PNCT )
2
α
∆PNC =

thay số vào ta có kết quả sau:

1
190 − 190
(380 +
) = 190kW
2
0,52
1
190 − 190
∆PNT = (380 +
) = 190kW
2
0,52
1 190 + 190
∆PNH = (
− 380) = 570kW
2
0,52
∆PNC =

2
2
2
C
T
H



 
C  Si

T  Si
H  Si
∆ATN = 8760.∆PO + 365 ∑  ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ .∆ti
S dmB 
S dmB 
SdmB  
I ∈24 






Ta có

∑ (S

C 2
i

∑ (S

T 2
i

) .∆ti =4.59,27652+2.

(59,27652+63,3792+63,8542+76,6042+76,1292+88,8092+91,8392+92,3092+79,5592+
80,0292) = 135751,612 kWh
) .∆ti =4.(-30,822)2+2.[(-30,822)2+(-34,722)2+(-34,722)2+(-30,822)2+(-

30,822)2+(-27,322)2+(-30,822)2+(-30,822)2+(-34,722)2+(-34,722)2]= 24437,861kWh

∑ (S

) .∆ti =4.(28,4545)2+2.

H 2
i

[(28,4545)2+(28,657)2+(29,132)2+(45,782)2+(45,307)2+(61,487)2+(61,017)2+(61,48
7)2+(44,837)2+(45,307)2]= 47190,092kWh
Vậy ta có:
2
2
2
C
T
H



 
C  Si
T  Si
H  Si
∆ATN = 8760.∆PO + 365 ∑  ∆PN . 

÷ + ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ .∆ti
S dmB 
S dmB 
SdmB  
I ∈24 





135751, 612
24437,861
47190, 092 

+ 190.
+ 570.
= 8760.85 + 365∑ 190.
2
2
160
160
1602 


=1562062,445 kWh
* Ph¬ng ¸n I cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña c¸c m¸y biÕn ¸p trong mét n¨m lµ :
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

17

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

∆AI = ∆AB2 + ∆AB3 + ∆AB1 + ∆AB4 + ∆AB5
=2 . 1562062,445+ 2,598.106+2.2,451.106 = 10624124,89 (KWh).

1.3.tính dòng điện cưỡng bức của các mạch
Suc ( t )

Sut ( t )

Sht ( t )

kV

kV
Sbo

B1

B2

B3

B5

B4

kV

Std ( t ) + Suf ( t )

- Các mạch phía 220 kV
- Đường dây kép nối với hệ thống : dòng làm việc cưỡng bức của mạch
đường dây được tính khi đường dây kép bị đứt một lộ:
157, 455
S HT max
(2)
Ibt =
=
= 0,198 (kA)
2 3 .U
2 3 .230
Icb(2) = Ibt(2).2 = 2.0,198 = 0,396 (kA)
- Đường dây kép nối với phụ tải:
Icb(1) =

Pmax
2.Cosϕ * 3 *U

=

90
2.0,88. 3.230

=

0,128 (kA)

- Phía cao của máy biến áp liên lạc B2,B3
+ Chế độ làm việc bình thường : SUCmax = 102,27 (MVA)
→ ICB(4) =

102, 27
= 0,257 (kA)
3.230

- Bộ máy phát điện-máy biến áp B1
S dm F
102, 27
Ibt(3) =
=
= 0,257 (kA)
3.230
3 *U

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

18

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

→ ICB(3) = 1,05.0,257 = 0,269 (kA)

Vậy dòng cưỡng bức cực đại của mạch phía 220kV là: ICB(220) = 0,396 (kA)
- Các mạch phía 110kV
- Đường dây kép
Pmax
70
Icb(6) =
=
= 0,390 (kA)
0,9. 3.115
Cosϕ . 3.U
- Phía trung máy biến áp liên lạc B2 và B3
ICb(7) = Ilvmax .

Ibt(7) =

ST max

ST max
3.U
=

77
= 0,386 (kA)
3.115

3.U
- Khi sự cố 1 MBA bộ B4 dòng qua mạch lớn nhất là:
ST ( B 2) max
77
Icb =

=
= 0,386 (kA)
3.115
3.U
- Khi sự cố MBA B2 hay B3 dòng qua mạch là:
ST ( B 3)
14,13
Icb =
=
= 0,07 (kA)
3.115
3.U
→ Icb(8) =0,386 (kA)
- Bộ máy phát điện- máy biến áp B4,B5.
102, 27
S dmF
Ibt =
=
= 0,513 (kA)
3.U
3.115
Vậy dòng điện cưỡng bức của mạch điện 110 kV là:
Icb(110) = 0,513 (kA)
- Các mạch phía 10,5kV
Mạch máy phát
Ibt(5)=

S dmF
102, 27
=

= 4,278 (kA)
3.13,8
3.U F

→ Icb5 = 1,05.Ibt5 = 1,05.4,278 =4,492 (kA)

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

19

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

B.Phương án II.

Suc ( t )

Sht ( t )

Sut ( t )

kV

kV

Sbo
B1

B2

B3

B4

B5

Std ( t ) + Suf ( t )

• Phân bố công suất cho các MBA trong chế độ làm việc bình thường
- MBA 2 dây quấn
Sb1 = Sb2 = Sb5 = SđmF – 1/5. Stdmax
= 66,7 – 1/5. 4,39 = 65,822 MVA
- MBA liên lạc
1
( Suc + Svht − Sb1 − Sb 2 )
2
1
= ( Sut − Sb 5 )
2

SCC =
SCT

SCH = SCC + SCT
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu :

SCC
SCT

SCH

26,3655 26,3655 30,468 30,943 43,693 43,218 55,898 58,928 59,398 46,648 47,118
2,089

2,089 -1,811 -1,811 2,089 2,089 5,589 2,089 2,089 -1,811 -1,811

28,4545 28,4545 28,657 29,132 45,782 45,307 61,487 61,017 61,487 44,837 45,307

1.xét quá tải sự cố.
1.1 Sự cố bộ B5 tại Sutmax
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Suc ( t )

Sht ( t )

Sut ( t )

kV

kV

Sbo
B1

B2

B3

B4

B5

Std ( t ) + Suf ( t )

Sbộ = SđmF – 1/5. Stdmax
= 66,7 – 1/5. 4,39 = 65,822 MVA
- Kiểm tra điều kiện mang tải
2. Kqtsc. α. SđmTN ≥ Sutmax
⇔

70

2. 1,4. 0,5. 160 = 224 ≥ 0,9 = 77,78 (thoả mãn)

- Phân bố công suất
Sb1 = Sb2 = 65,822 MVA
Tự ngẫu
SCT = 1/2 . (Sutmax) = 1/2 . (77,78) = 38,89 MVA
max
S DP
9, 41 4,39

STD
SCH = SđmF =66,72
2
5
5

= 61,117 MVA
SCC = SCH - SCT =61,117 – 38,89 = 22,227 MVA
 SCH = 61,117 MVA < Stt = 80 MVA
Vậy máy biến áp không bị quá tải.
- Công suất thiếu.
Sthiếu = ( Svht + Suc ) – ( Sb1 + Sb2 + 2. SCC )
= ( 157,455 + 100 ) - ( 65,822 + 65,822+ 2. 22,227)
= 81,357 MVA < Sdp = 110 MVA

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1.2 Tính tổn thất điện năng của MBA
 Tổn thất điện năng trong MBA bộ B1,B2
2

 Sb  
∆AB1 = ∆A B2 =  ∆P0 + ∆PN . 

÷  .8760

 S dm  
2

 65,822  
= 80 + 320.
 .8760
 80  


= 2,598.106 kWh
 Tổn thất điện năng trong MBA bộ B5
2

 Sb  
∆AB 5 =  ∆P0 + ∆PN . 
÷  .8760
S

 dm  
2

 65,822  
= 70 + 310.
 .8760
 80  


= 2,451.106 kWh

 Tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu B3, B4
Ta có ΔPNCT = 380 kW
→ ΔPNCT = ΔPNTH = 1/2. ΔPNCT = 190 kW
∆P CH − ∆PTH
1
(∆PNCT + N 2 N )
2
α
TH
∆PN − ∆PNCH
1
T
CT
∆PN = (∆PN +
)
2
α2
1 ∆P CH + ∆PTH
∆PNH = ( N 2 N − ∆PNCT )
2
α
∆PNC =

thay số vào ta có kết quả sau:
1
190 − 190
(380 +
) = 190kW
2
0,52

1
190 − 190
∆PNT = (380 +
) = 190kW
2
0,52
1 190 + 190
∆PNH = (
− 380) = 570kW
2
0,52
∆PNC =

Ta có

2
2
2
C
T
H



 
C  Si
T  Si
H  Si
∆ATN = 8760.∆PO + 365 ∑  ∆PN . 
÷ + ∆PN . 

÷ + ∆PN . 
÷ .∆ti
S dmB 
S dmB 
SdmB  
I ∈24 






VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

22

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

∑ (S

C 2
i

∑ (S

T 2
i

) .∆ti =4.26,36552+2.

(26,36552+30,4682+30,9432+43,6932+43,2182+55,8982+58,9282+59,3982+46,6482+
47,1182) = 44358,788 kWh
) .∆ti =4.(2,089)2+2.[(2,089)2+(-1,811)2+(-

1,811)2+(2,089)2+(2,089)2+(5,589)2+(2,089)2+(2,089)2+(-1,811)2+(-1,811)2]=
149,806 kWh

∑ (S

) .∆ti =4.(28,4545)2+2.

H 2
i

[(28,4545)2+(28,657)2+(29,132)2+(45,782)2+(45,307)2+(61,487)2+(61,017)2+(61,48
7)2+(44,837)2+(45,307)2]= 47190,092kWh
Vậy ta có:
2
2
2
C
T
H



 

C  Si
T  Si
H  Si
∆ATN = 8760.∆PO + 365 ∑  ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ + ∆PN . 
÷ .∆ti
S dmB 
S dmB 
SdmB  
I ∈24 





44358,788
149,806
47190,092 

+ 190.
+ 570.
= 8760.85 + 365∑ 190.
2
2
160
160
1602 


=1248684,751 kWh
* Ph¬ng ¸n II cã tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña c¸c m¸y biÕn ¸p trong mét n¨m lµ :
∆AII = ∆AB1 + ∆AB2 + ∆AB3 + ∆AB4 + ∆AB5
=2 . 2,598.106+ 2.1248684,751+ 2,451.106 = 10144369,5 (KWh).
1.3.tính dòng điện cưỡng bức của các mạch

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

23

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Suc ( t )

Sut ( t )

Sht ( t )
kV

kV

Sbo
B1

B2

B3

B4

B5

- Các mạch phía 220 kV
- Đường dây kép nối với hệ thống : dòng làm việc cưỡng bức của mạch
đường dây được tính khi đường dây kép bị đứt một lộ:
157, 455
S HT max
(2)
Ibt =
=
= 0,198 (kA)
2 3 .U
2 3 .230
Icb(2) = Ibt(2).2 = 2.0,198 = 0,396 (kA)
- Đường dây kép nối với phụ tải:
Icb(1) =

Pmax
2.Cosϕ * 3 *U

=

90
2.0,88. 3.230

=

0,128 (kA)

- Phía cao của máy biến áp liên lạc B3,B4
+ Chế độ làm việc bình thường : SUCmax = 102,27 (MVA)
→ ICB(4) =

102, 27
= 0,257 (kA)
3.230

- Bộ máy phát điện-máy biến áp B1,B2
S dm F
102, 27
Ibt(3) =
=
= 0,257 (kA)
3.230
3 *U
→ ICB(3) = 1,05.0,257 = 0,269 (kA)
Vậy dòng cưỡng bức cực đại của mạch phía 220kV là: ICB(220) = 0,396 (kA)
VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

24

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

- Các mạch phía 110kV

- Đường dây kép
Icb(6) =

Pmax
70
=
0,9. 3.115
Cosϕ . 3.U

= 0,390 (kA)

- Phía trung máy biến áp liên lạc B3 và B4
ICb(7) = Ilvmax .

Ibt(7) =

ST max
3.U

ST max
3.U
=

77
= 0,386 (kA)
3.115

- Khi sự cố 1 MBA bộ B4 dòng qua mạch lớn nhất là:
Icb =

ST ( B 2) max
3.U

=

77
= 0,386 (kA)
3.115

- Khi sự cố MBA B2 hay B3 dòng qua mạch là:
Icb =

ST ( B 3)
3.U

=

14,13
= 0,07 (kA)
3.115

→ Icb(8) =0,386 (kA)
- Bộ máy phát điện- máy biến áp B4,B5.

102, 27
S dmF
=
= 0,513 (kA)
3.U
3.115

Vậy dòng điện cưỡng bức của mạch điện 110 kV là:
Icb(110) = 0,513 (kA)
- Các mạch phía 10,5kV
Mạch máy phát
S dmF
102, 27
(5)
Ibt =
=
= 4,278 (kA)
3.13,8
3.U F
Ibt =

→ Icb5 = 1,05.Ibt5 = 1,05.4,278 =4,492 (kA)

VŨ CÔNG ĐÔNG – Đ2H1

25

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC