Đồ án tốt nghiệp nhà máy điện

Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
----***---

ĐỒ ÁN
MÔN HỌC
NHÀ MÁY
ĐIỆN

Giáo viên
hướng dẫn :
THS – VŨ
HOÀNG
GIANG
Sinh viên
Lớp

: NGUYỄN VĂN THẮNG
:
Đ2-H2

HÀ NỘI – 2010

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT CÁC
PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1

1
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

§1.1. Chọn máy phát điện
Thiết kế phần điện cho nhà máy Thủy Điện gồm 4 tổ máy, công
suất mỗi tổ máy bằng PđmF = 57MW.
Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin nước, chọn máy phát Thủy
Điện theo phụ lục 1, bảng 1.2 (thiết kế phần điện trong nhà máy điện và
trạm biến áp PGS – TS Phạm Văn Hòa; THS – Phạm Ngọc Hùng).
Thông số, số liệu tra được ghi trong bảng 1.1
Bảng 1.1 – Thông số của máy phát Thủy Điện.

Loại
máy
phát
CB660/165
-32

Sđm
(MVA
)

Pđm

(MW
)

67,1

57

CosφF

Uđm
(kV)

Iđm
(kA
)

0,85

10,5

3,7

Điện kháng
nđm
tương đối
(v/phút
)
Xd’’ Xd’ Xd
187,5

0,2

0,2
1,04
9

§1.2. Tính toán cân bằng công suấ
1.2.1) Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Với nhà máy Thủy Điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi tổ máy bằng
PđmF = 57 MW; hệ số tự dùng αtd = 1,5%.
PTNMmax = 4.57 = 228MW; CosφF = 0,85 ;
⇒ STNM max =

STNM max =

PTNM max
cos ϕ F

(1.1)

PTNM max 228
=
= 268,235( MVA)
cos ϕ F
0,85

Công suất phụ tải toàn nhà máy từng thời điểm được xác định theo công
thức:

⇒ STNM (t ) = STNM %(t ).STNM max

(1.2)

trong đó: STNMmax – công suất phát max của toàn nhà máy;
CosφF – hệ số công suất định mức của máy phát;
STNM(t) – công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t;
2
2
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

STNM%(t) – phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
Xét trong khoảng thời gian từ t =(0÷6)h:

STNM (t ) = STNM %(t ).STNM max

Theo công thức (1.2) ta có:

⇒ STNM (t ) = STNM %(t ).STNM max = 70%.268,235 = 187 ,764( MVA)

;

Tính toán tương tự trong các khoảng thời gian còn lại theo công thức
(1.2), kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng bảng 1.2 như sau:

Bảng 1.2 – Kết quả tính toán phụ tải của toàn nhà máy

t(h)
STNM%
STNM(t)
(MVA
)

0÷6
70

6÷10
90

10÷14
100

14÷20
80

20÷24
90

187,76
4

241,41
1

268,23

5

214,58
8

241,41
1

Đồ thị

3
3
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

S(MVA)

300
268,235
241,411

250

241,411

214,588

200

187,764

150

100

50

0

6

10

14

20

24 t(h)

Hình 1-1.Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng
Phần tự dùng nhà máy Thủy Điện gồm phần tự dùng chung, không phụ
thuộc vào công suất của nhà máy và phần tự dùng riêng cho từng tổ máy;
trong đó phần tự dùng chung chiếm đa phần công suất tự dùng của toàn

nhà máy, do vậy công suất tự dùng cho toàn nhà máy Thủy Điện coi như
không đổi theo thời gian và được xác định theo công thức:
Std max =
Trong đó: Stdmax
αtd%

α td %
.STNM max
100

(1.3)

- phụ tải tự dùng cực đại;
- lượng điện phần trăm tự dùng;

4
4
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

theo (1.3) ta có:

Thiết kế Nhà Máy Điện

Std max =

α td %
1,5
.STNM max =
.268,235 = 4,024( MVA)
100
100

Đồ thị
S(MVA)

10

5

4,024

0

6

10

14

20

24 t(h)

Hình 1-2. Đồ thị phụ tải tự dùng

1.2.3 Đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp
1. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV
Với UT = 110kV; Pmax110 = 75MW; Cosφ110 = 0,81
Gồm 1 hộ loại I

x

30MW

3 hộ loại III x

15MW

Công suất của phụ tải cấp 110kV tại từng thời điểm được xác định theo
công thức sau:
S110 (t ) =

Pmax 110
.S110 %(t )
cos ϕ110

(1.4)

Trong đó: Pmax110 – công suất max của phụ tải ở cấp điện áp 110kV;
S110(t) – công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp 110kV;
Cosφ110 – hệ số công suất ở cấp điện áp 110kV;
S110%(t) – phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp
110kV.
Xét trong khoảng thời gian từ t =(0÷6)h:
Theo công thức (1.4) ta có:

5
5
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

75
.80 % = 74,047( MVA)
0,81

S110 (t ) =

Tính toán tương tự trong các khoảng thời gian còn lại theo công thức
(1.4), kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng bảng 1.3 như sau:
Bảng 1.3 – Kết quả tính toán phụ tải cấp điện áp 110kV

t(h)
S110%
S110(t)
(MVA
)

0÷6
80

6÷10
90

10÷14
100

14÷20
90

20÷24
80

74,074

83,333

92,593

83,333

74,047

Đồ thị

S(MVA)
100

92,593
83,333

83,333
74,074

75

74,074

50

25

0

6
10
14
20
Hình 1-3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV

24 t(h)

2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220kV
Với UC = 220kV; Pmax220 = 92MW; Cosφ220 = 0,82;
Gồm 2 hộ loại I

x

31MW

6

6
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

2 hộ loại III x

15MW

Công suất của phụ tải cấp điện áp 220kV tại từng thời điểm được xác
định theo công thức sau:
Pmax 220
.S 220 %(t )
cos ϕ220

S 220 (t ) =

(1.5)

Trong đó: Pmax220 – công suất max của phụ tải ở cấp điện áp 220kV;
S220(t) – công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp 220kV;
Cosφ220 – hệ số công suất ở cấp điện áp 220kV;
S220%(t) – phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp
220kV.
Xét trong khoảng thời gian từ t =(0÷6)h:

Theo công thức (1.5) ta có:
S 220 (t ) =

92
.90% = 100,976( MVA)
0,82

Tính toán tương tự trong các khoảng thời gian còn lại theo công thức
(1.5), kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng bảng 1.4 như sau:
Bảng 1.4 – Kết quả tính toán phụ tải cấp điện áp 220kV

t(h)
0÷6
S220%
90
S220(t)
(MVA 100,976
)

6÷10
80

10÷14
100

14÷20
80

20÷24
70

89,756

112,195

89,756

78,536

Đồ thị

7
7
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

S(MVA)

125
112,195
100,976

100

89,756

89,756
78,536

75

50

25

0

6

10

14

20

24 t(h)

Hình 1-4. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220kV

3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phátUF
Với PmaxUF = 13MW; CosφUF = 0,8;
Gồm 2 kép x 2,5 MW x 3km và 4 đơn x 2 MW x 4 km
Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát UF tại từng thời điểm được
xác định theo công thức sau:

SUF (t ) =

Pmax UF
.SUF %(t )
cos ϕUF

(1.6)

Trong đó: PmaxUF – công suất max của phụ tải ở cấp điện áp máy phát UF;
SUF(t) – công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp máy phát UF;
CosφUF – hệ số công suất ở cấp điện áp máy phát UF;
SUF%(t) – phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t ở cấp điện áp máy
phát UF.
Xét trong khoảng thời gian từ t =(0÷6)h:
8
8
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

Theo công thức (1.6) ta có:
SUF (t ) =

13
.80 % = 13( MVA)

0,8

Tính toán tương tự trong các khoảng thời gian còn lại theo công thức
(1.6), kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng bảng 1.5 như sau:
Bảng 1.5 – Kết quả tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát U F

t(h)
SUF%
SUF(t)
(MVA
)

0÷6
80

6÷10
70

10÷14
80

14÷20
100

20÷24
90

13

11,375

13

16,25

14,625

9
9
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

Đồ thị

S(MVA)
20
16,25
14,625

15

13

13

11,375

10

5

0

6
10
14
20
Hình 1-5. Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát

24 t(h)

1.2.4) Đồ thị phụ tải 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 tổn thất công suất trong máy biến áp ta
có.
STNM(t) + SVHT(t) + SUF(t) + S110(t) + S220(t) + Std(t) = 0
→ SVHT(t) = STNM(t) – [SUF(t) + S110(t) + S220(t) + Std(t)]

(1.7)

Trong đó:
10
10
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

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;
SUF(t) – công suất phụ tải điện áp máy phát tại thời điểm t;
S220(t) – công suất phụ tải điện áp 220kV tại thời điểm t;
S110(t) – công suất phụ tải điện áp 110kV tại thời điểm t;
Std(t) = Std (Std là hằng số tại mọi thời điểm t).
Xét trong khoảng thời gian từ t =(0÷6)h:
Theo công thức (1.7) ta có:
→ SVHT(t) = STNM(t) – [SUF(t) + S110(t) + S220(t) + Std(t)]

→ SVHT(t) = 187,764 – (13 + 74,074 + 100,976 + 4,024) = - 4,31 MVA

Tính toán tương tự trong các khoảng thời gian còn lại theo công thức
(1.7), kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng bảng 1.6 như sau:
Bảng 1.6 – Kết quả tính toán phụ tải công suất phát về hệ thống

t(h)
STNM, MVA)
Std, (MVA)
SUF, (MVA)
S110, (MVA)
S220, (MVA)
SVHT, (MVA)

STGC, (MVA)

0÷6
187,76
4
4,024
13
74,074
100,97
6
- 4,31
96,666

6÷10

10÷14

14÷20

20÷24

241,411

268,235

214,588

241,411

4,024

11,375
83,333

4,024
13
92,593

4,024
16,25
83,333

4,024
14,625
74,047

89,756

112,195

89,756

78,536

52,923
142,679

46,423
158,618

21,225

110,981

70,152
148,688

Đồ thị

11
11
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

S(MVA)
300
268,235

275
250

241,411

SVHT

241,411

221,812

225
200

192,074
187,764

175

214,588
193,363

188,488

171,259

S220

150
125
100

109,617

98,732

91,098

75

103,607

92,723

S110

50
25

17,024

15,399

17,024
Std

6

0

10

14

20,274

18,649
4,024

SUF
20

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

Nhận xét chung
Từ bảng cân bằng công suất ta thấy:
- Công suất lớn nhất của toàn nhà máy STNMmax = 268,235 MVA
Công suất nhỏ nhất của toàn nhà máy STNMmin = 187,764 MVA
- Công suất lớn nhất của điện áp máy phát SUFmax = 16,26 MVA
Công suất nhỏ nhất của điện áp máy phát SUFmin = 13 MVA
- Công suất lớn nhất của điện áp 110kV S110max = 92,593 MVA
Công suất nhỏ nhất của điện áp 110kV S110min = 74,074 MVA
- Công suất lớn nhất của điện áp 220kV S220max = 112,195 MVA
12
12
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

24 t(h)


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

Công suất nhỏ nhất của điện áp 220kV S220min = 78,536 MVA
- Trong khoảng thời gian từ (0÷6)h nhà máy phải lấy điện từ hệ thống về;

Còn từ (6÷24)h nhà máy luôn phát thừa công suất đưa về hệ thống, mức
công suất nhận về nhà máy lá nhỏ.

- Tự dùng của nhà máy không đổi theo thòi gian.
- Phụ tải điện áp máy phát nhỏ hơn so với các cấp điện áp 110kV;
220kV.

- Công suất phát của nhà máy tương đối lớn, phụ tải điện áp máy
phát nhỏ.

- Phụ tải cấp điện áp 220kV tương đối lớn và luôn lớn hơn phụ tải
điện áp 110kV trong những khoảng thời gian tương ứng.

- Trong khoảng thời gian từ(6÷24)h nhà máy đủ khả năng để cung
cấp cho các phụ tải ở các cấp điện áp.

- Nhà máy điện thiết kế năm trong hệ thống điện có vai trò rất quan
trọng, vào những thời điểm dùng điện nhiều công suất nhà máy
luôn đưa vế hệ thống điện để cung cấp năng lượng điện cho hệ
thống. Vào những giờ thấp điểm nhà máy nhận điện từ hệ thống về
lúc đó trên hệ thống thừa công suất rất lớn vì phụ tải lúc này ít hơn
lúc cao điểm.

- Vào những thời gian từ(6÷24)h nhà máy có thể phát triển phụ tải
trong tương lai; vì trong những thời điểm này công suất của nhà
máy luôn được đưa về hệ thống với năng lượng điện lớn.
§1.3. Đề xuất các phương án nối điện cho nhà máy
1.3.1 Cơ sở chung để đè xuất các phương án
Phương án nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan
trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Vì vậy cần nghiên cứu kỹ

nhiệm vụ thiết kế, năm vững các số liệu ban đầu; dựa vào bảng can bằng
13
13
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

công suất và tính toán phụ tải và các nhận xét tổng quát ở trên để tiến
hành đưa ra các phương án nối điện có thể. Các phương án đưa ra phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về
cách ghép nối máy biến áp(MBA) với các cấp điện áp về số lượng, dung
lượng của MBA; về số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp
máy phát; số máy phát điện(MFĐ) ghép bộ MBA .
Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần thỏa mãn các yêu cầu kỹ
thuật cũng như một số nguyên tắc phụ vụ cho việc đề xuất các phương án
nối điện của nhà máy điện.

• Nguyên tắc 1:
Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần có thanh góp điện
áp máy phát, mà chúng được cung cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát,
phía trên máy cắt của MBA liên lạc. Quy định về mức nhỏ công suất của
địa phương là: Cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công
suất không quá 15% công suất định mức của một tổ máy, vì vậy khi đó
giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực hai tổ máy phát, ta có:
max

S dp

2.S dmF
→

.100% ≤ 15%
(1.8)

16,25
.100% = 12,108% < 15%
2.67,1

Như vậy cho phép nhà máy không cần thanh góp điện áp máy phát.

• Nguyên tắc 2:
Trong trường hợp có thanh góp điện áp máy phát thì phải chọn số lượng
tổ máy phát ghép lên thanh góp này sao cho khi một tổ máy trong chúng
nghỉ không làm việc thì các tổ máy còn lại phải đảm bảo công suất cho
phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng cho các tổ máy phát này.

• Nguyên tắc 3:
14
14
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

Trong trường hợp có ba cấp điện áp(điện áp máy phát, trung, cao), nếu
thỏa mãn cả hai điều kiện sau:

- Lưới điện áp phía trung và phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp
nối đất.

- Hệ só có lợi

α=

U C −UT
≤ 0,5
UC

(1.9)

Thì ta nên dùng hai MBA tự ngẫu làm liên lạc. Nếu một trong hai điều
kiện trên không thỏa mãn thì dùng hai MBA ba cuộn dây làm liên lạc.

α=
Ta thấy:

U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
UC
220
thỏa mãn điều kiện (1.9)

Vậy ta dùng hai MBA tự ngẫu làm liên lạc.

• Nguyên tắc 4:
Chọn số lượng bộ máy phát điện - máy biến áp(MFĐ-MBA) hai cuộn dây
ghép thẳng lên thanh góp cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất cấp
và công suất tải tương ứng. Trong trường hợp MBA liên lạc là MBA ba
cuộn dây thì việc ghép số bộ MFĐ –MBA hai cuộn dây bên trung phải
thỏa mãn điều kiện: tổng công suất định mức các máy phát ghép bộ phải
nhỏ hơn công suất min của phụ tải phía trung:

∑S

dmF

min
≤ SUT

cacbo

(1.10)

Điều kiện (1.10) được đưa ra để không cho công suất truyền tải qua hai
lần MBA(MBA bộ và MBA ba cuộn dây), nhằm giảm tổn thất điện năng
trong MBA. Nhưng điều kiện này không cần thiết đối với trường hợp
MBA liên lạc là MBA tự ngẫu vì MBA tự ngẫu khuyến khích chế độ
truyền tải công suất từ phía trung sang cao.

- Nếu là MBA tự ngẫu có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MFĐ-MBA hai
cuộn dây lên thanh góp điện áp trung.

15
15
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

- Nếu là MBA liên lạc ba cuộn dây thì chỉ cho phép ghép 1 bộ MFĐMBA hai cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung.

• Nguyên tắc 5:
Nếu có ba cấp điện áp nhưng công suất phụ tải phía trung quá nhỏ thì
không nhất thiết phải dùng MBA ba cuộn dây hoặc tự ngẫu liên lạc. Khi
đó có thể coi đây là phụ tải được cấp điện từ trạm biến áp với sơ đồ là
trạm hai MBA lấy điện trực tiếp từ hai đầu cực MFĐ hay từ thanh góp
phía điện áp cao.

• Nguyên tắc 6:
Nếu nhà máy có ba cấp điện áp, trong trường hợp khi lượng công suất
trao đổi giữa các phía cao-trung là không lớn, công suất định mức của tự
ngẫu không lớn, không nhất thiết phải có nối bộ MFĐ-MBA liên lạc.
Nhưng khi công suất trao đổi giữa cao-trung mà lớn thi phải nối bộ MFĐMBA liên lạc, nếu không dùng sẽ không kinh tế bởi công suất của chúng
lớn và vận hành phức tạp.

• Nguyên tắc 7:
Đối với nhà máy điện có công suất một tổ máy nhỏ có thể ghép một số
MFĐ chung một MBA, nhưng phải đăm bảo nguyên tắc tổng công suất

các tổ MFĐ phải nhỏ hơn công suất dự trữ nóng của hệ thống điện, cụ thể
là:

∑S

dmF

HT
≤ S dp

ghep

Và mỗi tổ MFĐ phải có riêng máy cắt điện để thuận tiện cho hòa MFĐ
vào lưới.
1.3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện.
a) Phương án I:
16
16
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện
HT

Hộ loại I Hộ loại I

Hộ loại III
Hộ loại III

220kV

B1

TD

MF1

B2

B3

TD + ÐP MF2

TD + ÐP MF3

Hộ loại III
Hộ loại III Hộ loại I
Hộ loại III

110kV

B4

TD

Phương án I

• Đặc điểm
- Cả hai phía điện áp cao và trung đều có trung tính trực tiếp nối đất
( ≥ 110kV) nên ta sử dụng dùng hai máy biến áp(MBA) tự ngẫu liên
lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung và cấp điện từ máy phát lên
hai cấp điện áp cao và trung coi là trường hợp bộ MF-MBA tự
ngẫu các phía.

- Sử dụng hai bộ MF- MBA hai dây quấn, trong đó có một bộ nối
vào cấp điện áp cao, một bộ nối vào cấp điện áp trung.

• Ưu điểm
- Sử dụng hai MBA tự ngẫu đảm bảo liên lạc giữa hai cấp điện
áp(cao và trung) trong trường hợp có sự cố một máy với khả năng
17
17
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

MF4


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

quá tải của mình, máy biến áp tự ngẫu còn lại vẫn có thể nhận sự
liên lạc các phía.

- Sự cố bộ MF-MBA phía trung thì hai MBA tự ngẫu đảm bảo cung
cấp điện cho phụ tải phía trung.

• Nhược điểm
- Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn trong vận hành và sủa
chữa.
- Vốn đầu tư mua máy biến áp lớn.
b) Phương án II:
HT

Hộ loại I Hộ loại I

Hộ loại
Hộ loạiIII
III

Hộ loại III
Hộ loại III Hộ loại III Hộ loại I

220kV

B1

110kV

B2

B3

TD + ÐP MF1 TD + ÐP MF2

TD

B4

MF3

TD

Phương án II

• Đặc điểm

18
18
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

MF4


Đồ án môn học

-

Thiết kế Nhà Máy Điện

Cả hai phía điện áp cao và trung đều có trung tính trực tiếp nối đất
( ≥ 110kV) nên ta sử dụng dùng hai bộ MBA tự ngẫu liên lạc giữa

hai cấp điện áp (cao và trung áp).

- Dùng hai bộ MF-MBA nối vào điện áp trung.
• Ưu điểm
- MBA tự ngẫu có nhiệm vụ liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và
trung, khi hỏng một bộ MF-MBA phía trung thì phụ tải phía trung
cực đại vẫn đảm bảo được cung cấp điện liên tục từ hai MBA tự
ngẫu và một bộ MF-MBA còn lại của phía trung.

- Khi hỏng một MBA tự ngẫu thì MBA tự ngẫu còn lại vẫn đảm bảo
cung cấp điện liên tục trong chế độ sự cố.

- Giảm được tối đa thiết bị nối vào thanh góp điện cao nên có lợi về
mặt kinh tế.

- Tốn ít MBA dẫn tới giá thành mua MBA giảm, đồng thời sơ đồ dễ
chọn lựa thiết bị cũng như vận hành, độ tin cậy cao, cung cấp điện
đảm bảo.

• Nhược điểm
- Có một phần công suất truyền qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn
thất công suất. Nhưng vì sơ đồ trên sử dụng MBA tự ngẫu liên lạc
nên tổn thất công suất không đáng kể, có thể bỏ qua.
c) Phương án III:

19
19
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện
HT

Hộ loại I Hộ loại I

Hộ loại III
Hộ loại III

Hộ loại III
Hộ loại III Hộ loại III Hộ loại I

220kV

B1

TD

B2

MF1

TD

B3

110kV

B4

MF2 TD + ÐP MF3 TD + ÐP MF4

Phương án III

• Đặc điểm
- Tất cả các bộ MF-MBA đều nối vào thanh góp điện áp cao(220kV). Hai
MBA tự ngẫu dùng để liên lạc và truyền công suất sang thanh góp điện
áp trung.

• Ưu điểm
- Dùng hai MBA tự ngẫu đảm bảo tính cung cấp điện liên tục.

• Nhược điểm
- Khi xảy ra sự cố hỏng một MBA tự ngẫu liên lạc, MBA tự ngẫu
còn lại không cung cấp đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải điện áp
bên trung(110kV).
20
20
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

- Số lượng và chủng loại MBA nhiều nên không có lợi về mặt kinh
tế, gây khó khăn trong tính toán thiết kế cũng như trong vận hành,
sửa chữa.

- Giá thành mua MBA tăng lên(phía điện áp cao).
d) Phương án IV:
HT

Hộ loại I Hộ loại I

Hộ loại
III
Hộ loại III

220kV

B1

B2

B5

Hộ loại
Hộ loại III
III Hộ loại III Hộ loại I

110kV

B6

B3

B4

ÐP
TD

MF1

TD

TD

MF2

MF3

TD

Phương án IV

• Đặc điểm
- Cả hai phía điện áp cao và trung đều có trung tính trực tiếp nối đất
( ≥ 110kV) nên ta sử dụng dùng hai MBA tự ngẫu liên lạc giữa hai
cấp điện áp cao và trung và đồng thời phụ tải địa phương được
cung cấp điện từ hai MBA tự ngẫu.

- Dùng hai bộ MF-MBA nối và điện áp trung.
21
21

Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

MF4


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

- Dùng hai bộ MF-MBA nối vào điệ áp cao.
• Ưu điểm
- Phía trung khi sự cố một bộ MF-MBA có công suất lớn nhất thì khi
phụ tải phía trung cực đại thì vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục
bởi hai MBA tự ngẫu và một bộ MF-MBA còn lại của phía trung.

- Khi sự cố một MBAtự ngẫu, MBA tự ngẫu còn lại với khả năng
quá tải của mình vẫn đảm bảo cung cấp điện liên lạc giữa hai phía.

- Khi sự cố một bộ MF-MBA nối váo phía cao vẫn đảm bảo cung
cấp điện từ phía trung qua hai MBA tự ngẫu.

• Nhược điểm
- Dùng nhiều MBA dẫn tới làm tăng giá thành đầu tư mua MBA.
- Tổn thất điện năng trong MBA tăng lên do công suất truyền qua hai
lần MBA khi phụ tải phía trung min.
- Vốn đầu tư mua thiết bị tăng.
e) Phương án V:
Hộ loại

III

22
22
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

Hộ loại I Hộ loại I

HT

Hộ loại
Hộ loạiIIIIII

Hộ loại III Hộ loại III Hộ loại I

220kV

B2

B1

TD + ÐP MF1

110kV

MF2

MF3

MF4 TD + ÐP

Phương án V

• Đặc điểm
- Cả hai phía điện áp cao và trung đều có trung tính trực tiếp nối đất
( ≥ 110kV) nên ta sử dụng dùng hai MBA tự ngẫu liên lạc giữa hai
cấp điện áp cao và trung.

- Hai máy phát điện được cung cấp điện qua một MBA tự ngẫu. Do
dự trữ của hệ thống là(SdtHT = 15000.2% = 300 MVA) lớn hơn tổng
công suất của hai máy phát(2.SđmF = 2.67,1 = 134,2 NVA).

• Ưu điểm
- Số lượng MBA ít và chỉ có một chủng loại.
- Vốn đầu tư nhỏ.
• Nhược điểm
23
23
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện

Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

- Khi một MBA tự ngẫu ngừng làm việc thì ngừng luôn hai MFĐ,
tuy lượng công suất này còn nhỏ hơn dự trữ của hệ thống nhưng
cũng có thể làm cho hệ thống mất ổn định.

- Khi đó mạch hạ áp của mỗi MBA tự ngẫu nhiều dẫn tới cần dùng
thanh góp điện áp máy phát làm cho sơ đồ phức tạp.

- Công suất chọn MBA tự ngẫu lớn lên.
• Kết luận:
- Từ sự phân tích sơ bộ trên ta ta thấy hai phương án I và II có ưu
điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp và
cấu tạo tương đối đơn giản, dễ vận hành.

- Phương án III tập trung nhiều chủng loại MBA, cấu tạo phức tạp
gây nhiều khó khăn trong vận hành sử chữa. Bên trung áp không có
bộ MFĐ-MBA nên khi sự cố một MBA tự ngẫu liên lạc sẽ không
cung cấp đủ cho phụ tải, không đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

- Phương án IV số lượng MBA nhiều dẫn đến không kinh tế, vận
hành phức tạp.

- Phương án V do khi sự cố một MBA tự ngẫu dẫn tới hai MFĐ phải
nghỉ làm việc làm cho việc cung cấp điện không đảm bảo.vận hành
phức tạp khi hòa đồng bộ máy phát vào lưới.
Do vậy phương án I và II có nhiều ưu điểm hơn, đảm bảo độ cung
cấp điện an toàn, độ tin cậy, cung cấp điện ổn định, dễ vận hành…

nên ta chọn hai phương án này để so sánh về mặt kinh tế, kỹ thuật
chọn phương án tối ưu.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp
24
24
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện


Đồ án môn học

Thiết kế Nhà Máy Điện

2.1.1) Đối với các MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA hai cuộn
dây.
Công suất MBA mang tải bằng phẳng trong suốt 24h trong ngày và được
tính theo công thức (2.1):

1
Sbô = S đmF − .STD
n

(2.1)

1
→ Sbô = 67,1 − .4,024 = 66,094 MVA
4

Trong đó: n

– là số tổ máy;

STD – công suất tự dùng;
SđmF – công suất một tổ máy.
2.1.2) Đối với các MBA liên lạc(MBA tự ngẫu)
Sau khi phân bố công suất cho máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MFĐMBA hai cuộn dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhiệm
và được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn thất
công suất trong máy biến áp.

• Với phương án I
Phân bố công suất cho các máy biến áp liên lạc theo từng thời điểm
như sau:

S CT (t ) =

1
.[ SUT (t ) − S bôT ]
2

1
S CC (t ) = .[ SVHT (t ) + SUC − ∑ S bôC ]
2

(2.2)

S CH (t ) = SCC (t ) + S CT
Trong đó:

SUT(t), SUC(t) - công suất phụ tải điện áp trung, cao tại thời điểm t;

25
25
Sinh viên: Nguyễn Văn Thắng

Khoa: Hệ Thống Điện