Đồ-án-phần-điện-trong-nhà-máy-điện-và-trạm-biến-áp

Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án mơn học NMD

Chương I: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG
ÁN NỐI DÂY
1.1 Chọn máy phát điện:
Đề bài cho nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy x 56MW ta chọn máy phát
CB-465/120-16 có các thơng số như sau:
Pdm
SFdm

Cosϕđm

(MW)

UFdm

IFdm

Nđm

(KV)

(KA)

(v/ph)

10.5

3.64

375

Xd”

Xd’

Xd

0.21

0.21

0.91

(MVA)

66

56

0.85

1.2. Tính tốn phụ tải ở các cấp điện áp
Phụ tải ở các cấp điện áp được cho bao gồm Pmax, cosφ, P%. Từ các thông số
đã cho, tính được cơng suất của phụ tải ở các cấp điện áp trong các khoảng thời
gian theo công thức:
Tính tốn phụ tải ở từng cấp điện áp:
P(t) 

P%
.Pmax (MW)
100

S(t) 

P(t)
(MVA)
cos 

Trong đó:
 S(t) - Cơng suất của phụ tải tại thời điểm t (MVA)
 P(t) - Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t (MW)
 P% - Cơng suất tính theo phần trăm Pmax của phụ tải tại thời điểm t
 Pmax – Công suất max của phụ tải
 Cosφ - Hệ số công suất trung bình của phụ tải
Cơng suất phát ra của tồn nhà máy: SNM (t) =

PNM %(t) Pdat
.
(MVA)
Cosφ F 100

Trong đó:
 SNM (t) - Cơng suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t
 PNM %(t) - Phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
 CosφF - Hệ số công suất định mức của MF.
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 1

Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

 Pdat - Công suất đặt của tồn nhà máy gồm 4 tổ MF.
Cơng suất phụ tải tự dùng:
Phụ tải tự dùng của nhà máy thủy điện thay đổi rất bé trong các khoảng thời
gian làm việc của máy phát. Vì vậy, ta có thể coi phụ tải tự dùng của nhà máy thủy
điện không đổi và bằng giá trị lớn nhất:
Std (t) =

α td % n.PdmF
.
100 Cosφ td

Trong đó:
 Std (t) - Cơng suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t.
 αtd % - Lượng điện phần trăm tự dùng.
 PdmF - Công suất tác dụng của 1 tổ MF
 Cosφ td - Hệ số công suất phụ tải tự dung.
 n - Số tổ MF
Công suất phát về hệ thống:
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm, không xét đến công
suất tổn thất trong máy biến áp ta có:
Stnm (t ) + SVHT (t ) + SDP (t ) + SUT (t ) + SUC (t ) + STD (t ) = 0

Trong đó:

 SNM(t) – Cơng suất nhà máy phát ra tại thời điểm t
 Std(t) – Công suất phụ tải tự dùng 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
 SVHT(t) – Công suất đi về hệ thống tại thời điểm t
Vậy dịng cơng suất đi về hệ thống tại thời điểm t được tính theo cơng thức:
SVHT (t ) = Stnm (t ) -  S DP (t )  SUT (t )  SUC (t )  STD (t ) 

Cơng suất phụ tải thanh góp cao áp: STGC (t) = SVHT (t) +SUC (t)

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 2


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Từ các công thức trên, ta tính tốn được phụ tải ở các cấp điện áp và kết quả
tính tốn được tổng hợp trong các bảng dưới đây.
1.2.1. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV
P110%
P
Pmax= 60MW; cosφ = 0.83 : P= 100 .Pmax ;SuT = cosφ tính tốn ta được
bảng dưới
Bảng 1.2: Cơng suất phụ tải cấp điện áp trung 110kV
t(h)
P110%
P(MW)

SUT(MVA)

0÷4
90
54
65.06

4÷8
90
54
65.06

8÷12
80
48
57.83

12÷14
90
54
65.06

14÷18
90
54
65.06

18÷20
100
60

72.29

20÷24
85
51
61.45

Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110KV

1.2.2. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV
Pmax= 60MW; cosφ = 0,85

P220%
P= 100 .Pmax ;

P
Suc = cosφ

Bảng 1.3: Công suất phụ tải cấp điện áp cao 220kV
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 3


Đinh Văn Long
Đ8-H5

t(h)
0÷4
4÷8
80

85
P220%
P
48
51
(MW)
S
56.47
60.00
(MVA)
Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao

Đồ án mơn học NMD

8÷12
90

12÷14
90

14÷18
90

18÷20
100

20÷24
90

54

54

54

60

54

63.53

63.53

63.53

70.59

63.53

Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao

1.2.3. Cơng suất phát ra tồn nhà máy
PFđm = 56MW, cosϕđm=0.85.
Do đó cơng suất biểu kiến của mỗi tổ máy là :
PFdm 56
SFđm = cosϕ =0.85 =65.88 (MVA)
đm
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là :
PNMđm = 4PFđm = 4.56= 224 M
Hay SNMđm = 4SFđm = 4x65.88=263.53 MVA

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 4


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Từ đồ thị phụ tải của nhà máy điện tích được cơng suất phát ra của nhà máy từng I
điểm là
PNM(t)
PNm%
SNM(t) = cosϕ Với PNM(t) = 100 .PNMđm
đm

Bảng 1.4: Cơng suất phát ra tồn nhà máy
t(h)

0÷4

4÷8

8÷12

12÷14

14÷18

18÷20

20÷24

PNM%

90

90

90

90

95

100

90

201.6

201.6

201.6

201.6

212.8

224

201.6

237.1764
71

237.17
65

237.17
65

237.17
65

250.35
29

263.52
94

237.17
65

PNM(M
W)
SNM
(MVA)

1.2.4. Phụ tải tự dùng
Tính tốn tự dùng :
Ptd(t )  Ptdmax 

 td %
0,8
.Pdat 
.224  1.792 (MW)
100
100
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo

pg. 5


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

S

(t)
td

S

max
td

Ptdmax 1.792


 2.16(MVA)
cos  0,83

1.2.5 Đồ thị phụ tải địa phương
Để xác định đồ thị phụ tải địa phương phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng
ngày đã cho theo công thức

Kết quả tính được cho bởi bảng dưới đây:
t(h)
Puf%
Puf
Suf

0÷4
80
6.4
7.62

4÷8
90
7.2
8.57

8÷12
90
7.2
8.57

12÷14
80
6.4
7.62

14÷18
100
8
9.52

18÷20
95
7.6
9.05

20÷24
80
6.4
7.62

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 6


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

1.2.6. Cân bằng công suất toàn nhà máy
SNM(t) = Std(t) + SUT(t) + SUC(t) + SVHT(t) + SDP(t)
Vậy dịng cơng suất đi về hệ thống tại thời điểm t được tính theo cơng thức:
SVHT(t) = SNM(t) – [SDP(t) + Std(t) + SUT(t) + SUC(t)]
Dựa vào các số liệu đã biết, ta tính được dịng công suất về hệ thống tại các
thời điểm. Kết quả được cho trong bảng sau:

t(h)
SNM (MVA)
SUT(MVA)
SUC(MVA)
SUF(MVA)
Std (MVA)
SVHT(MVA)

0÷4
237.18
65.06
56.47
7.619
2.16
105.9

4÷8
237.18
65.06
60
8.5714
2.16
101.4

8÷12
237.18
57.83
63.53
8.5714
2.16
105.1

12÷14
237.18
65.06
63.53
7.619
2.16
98.86

14÷18
250.35
65.06
63.53
9.5238
2.16
110.1

18÷20
263.53
72.29
70.59
9.0476

2.16
109.5

20÷24
237.18
61.45
63.53
7.619
2.16
102.5

Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 7


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Nhận xét: SVHT >0  Nhà máy luôn phát công suất thừa cho hệ thống
1.3. Đề xuất phương án nối dây
1.3.1. Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà máy điện là 1 khâu hết sức quan trọng
trong quá trình thiết kế phần điện nhà máy điện. Các phương án nối điện của nhà
máy được dựa trên việc cân bằng công suất của nhà máy và được thực hiện theo
các nguyên tắc sau:
1) Công suất thừa của nhà máy luôn luôn lớn hơn công suất của một tổ máy tại

mọi thời điểm, khi phụ tải địa phương có cơng suất nhỏ thì khơng cần thanh góp
điện áp máy phát, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ đầu cực máy phát, phía trên
của mba liên lạc. Quy định : cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng
công suất không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát.

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 8


Đinh Văn Long
Đ8-H5

- Nếu
- Nếu

max
Sdp

2.SdmF
max
Sdp

2.SdmF

Đồ án môn học NMD

.100(%) > 15% Thì có thanh góp điện áp máy phát.
.100(%) < 15% Thì khơng cần thanh góp điện áp máy phát.

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 1 tổ trong chúng nghỉ khơng làm việc
thì các tổ máy cịn lại phải đảm bảo công suất cho phụ tải địa phương và phụ tải tự
dùng cho các tổ máy phát này.
3) Chọn máy biến áp liên lạc:
- Nếu chỉ có 2 cấp điện áp (khơng có phụ tải phía trung) thì dùng 2 MBA hai
cuộn dây làm máy biến áp liên lạc.
- Nếu có 3 cấp điện áp: Thỏa mãn 2 điều kiện sau thì chọn 2 máy biến áp tự
ngẫu làm máy biến áp liên lạc. Khơng thỏa mãn thì dùng MBA 3 cuộn dây.
+ Lưới điện áp phía trung và phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất
+ Hệ số có lợi: α =

UC - UT
 0, 5
UC

4) Chọn số lượng bộ MF – MBA áp 2 cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp
(TBPP) 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 3 cuộn dây thì việc ghép số bộ MF –
MBA 2 cuộn dây bên trung phải thỏa mãn điều kiện: Tổng công suất định mức các
máy phát ghép bộ phải nhỏ hơn cơng suất min của phụ tải phía trung:  SdmF  Smin
UT
cacbo

5) Mặc dù có 3 cấp điện áp nhưng cơng suất phụ tải phía trung q nhỏ thì
khơng nhất thiết phải dùng MBA 3 cấp điện áp ( 3 cuộn dây hay tự ngẫu) làm liên
lạc. Khi đó có thể coi đây là phụ tải được cấp điện từ trạm biến áp với sơ đồ trạm 2
MBA lấy điện trực tiếp từ 2 đầu cực MF hay từ thanh góp (TBPP) phía điện áp
cao.
6) Có thể MBA liên lạc không nhất thiết phải nối với máy phát.Nếu cân đối tốt
giữa phụ tải và các bộ MF-MBA 2 cuộn dây thì dùng MBA liên lạc nối cấp cao,

trung và cấp cho phụ tải địa phương

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 9


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

7) Đối với nhà máy điện có cơng suất 1 tổ máy nhỏ có thể ghép 1 số MF chung
1 MBA nhưng phải đảm bảo nguyên tắc:  SdmF  SdpHT
ghep

Trong đó:

S dp :

Là cơng suất dự phịng của hệ thống điện (MVA)

1.3.2. Đề xuất các phương án nối điện cụ thể
Chọn sơ đồ nối điện chính phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, thể hiện
tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Theo các tính tốn ở phần 1.2 ta có bảng tổng hợp số liệu phụ tải các cấp:
Bảng 1.6: Bảng tổng hợp số liệu phụ tải các cấp

t(h)

0÷4

4÷8
8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24
SNM (MVA) 237.18 237.18 237.18 237.18 250.35 263.53 237.18
SUT(MVA)

65.06

65.06

57.83

65.06

65.06

72.29

61.45

SUC(MVA)

56.47

60

63.53

63.53

63.53

70.59

63.53

SUF(MVA)

7.619

8.5714 8.5714 7.619

9.5238 9.0476 7.619

Std (MVA)

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

101.4

105.1

98.86

110.1

109.5

102.5

SVHT(MVA) 105.9

Từ những số liệu trên, ta có một số nhận xét: (NM TĐ có 4 tổ máy phát)
Do cấp điện áp ở phía cao áp là 220 kV và phía trung áp là 110 kV đều có
trung tính nối đất trực tiếp. Mặt khác, hệ số có lợi α = 0,5 nên ta dùng 2 MBA tự
ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát cơng
suất lên hệ thống nhằm tiết kiệm chi phí và giảm được tổn hao MBA.
- Công suất một bộ MF - MBA nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên có thể
dùng sơ đồ bộ.
- Vì

Min
S Max
UT  72.29 MVA, S UT  57.83 MVA, S dmF  66 MVA

và liên lạc bằng MBA tự

ngẫu nên có thể sử dụng 1 đến 2 bộ MF-MBA (2 cuộn dây) bên phía trung áp.
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo

pg. 10


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Từ những nhận xét trên, ta có thể đề xuất một số phương án như sau:
Phương án I :

Do phụ tải cao và trung áp lơn hơn nhiều so với công suất định mức của máy
phát nên mỗi thanh góp 110kv và 220kv được nối với một bộ máy phát điện-máy
biến áp ba pha hai dây quấn lần lượt là F3-B3 và F4-B4. Để cung cấp điện thêm
cho các phụ tải này cũng như để liên lạc giữa 2 cấp điện áp dùng hai bộ máy phát
điện và máy biến áp tự ngẫu (F1-B1 và F2-B2)
Phụ tải địa phương Uf được cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với hai cực
máy phát điện F1,F2.
Ưu điểm của phương án này là bố trí nguồn và tải cân đối. Tuy nhiên phải dùng
đến ba loại máy biến áp dẫn đến vẫn hành và sửa chữa khó khăn.
Phương án 2

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 11


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Chuyển bộ F4-B4 từ thanh góp 220kv sang phía 110kv. Phần cịn lại của
phương án 2 giống phương án 1
Nhận xét:
- Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm được vốn đầu tư do nối bộ ở cấp
điện áp thấp hơn thiết bị rẻ tiền hơn.
- Phần công suất luôn thừa bên trung được truyền qua máy biến áp tự ngẫu
đưa lên hệ thống (vì tổng cơng suất các bộ bên trung ln lớn hơn phụ tải
cực đại bên trung).
- Ưu điểm của phương án này là chỉ dùng hai loại máy biến áp. Ngoài ra do
S110min =57.83 MVA <2Sđm=2.66=132MVA nên 2 bộ nối với thanh góp
110kv có thể ln ln làm việc ở chế độ định mức.
Phương án 3
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 12


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Nhận xét:
- Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá
trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn.
- Khi sự cố bộ bên trong thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung
lớn hơn so với cơng suất của nó.

Tóm lại : qua những phân tích trên đây ta để lại phương án 1 và 2 để tính tốn,
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 2
TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng. Trong hệ thống điện, tổng công
suất các máy biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 - 5 lần tổng công suất các máy phát
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 13


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án mơn học NMD

điện. Do đó vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải
chọn số lượng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an tồn cung cấp
điện cho các hộ tiêu thụ. Điều đó có thể đạt được bằng cách thiết kế hệ thống điện
một cách hợp lý, dùng máy biến áp tự ngẫu và tận dụng khả năng quá tải của máy
biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp.
Trong hệ thống điện người ta thường dùng các máy biến áp tăng áp và giảm áp,
2 cuộn dây và 3 cuộn dây. Các máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và 3 cuộn dây được
sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện.
Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất trực tiếp thường dùng
máy biến áp tự ngẫu. Loại MBA này có điểm ưu việt hơn MBA thường: giá thành
chi phí vật liệu và tổn hao năng lượng khi vận hành của nó nhỏ hơn so với MBA
thường có cùng cơng suất.
2.1. Phương án 1
1. Chọn máy biến áp
* Chọn máy biến áp – Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1, B2

1
được chọn theo điều kiện sau : Sb1đm=Sb2đm ≥ α .SFđm
Trong đó α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu
α=

Uc - UT 220-110
Uc = 220 =0.5

1
Do đó : Sb1đm=Sb2đm ≥ 0.5 .66 = 132 MVA
Từ kết quả tính tốn trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu 3 pha cho mỗi máy biến
áp B1,B2 loại ATӅҴTH-160 có thơng số như sau
Bảng 1
Sdm

Udm(KV)

MVA UC

160

UT

UN%(*)

UH CT

230 121 11

11

∆P0(KW)

∆PN%

I0 %

CH

TH

A

CT

CH

TH

32

20

85

380

-

-

Giá
10 R

0.5

185

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 14


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

- Máy biến áp B3 được chọn theo sơ đồ bộ
Sb3đm≥SđmF =66 MVA
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha 2 cuộn dây có Sđm = 80 MVA
là loại TPӅҴH-80(115/10.5) có các thông số như bảng sau
Bảng 2

Máy biến áp B4 cũng được chọn theo sơ đồ bộ như đối với B3
SB4đm ≥ SđmF = 66 MVA
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha 2 cuộc dây có Sđm = 80 MVA là loại
TӅҴ-80(242/10.5) có các thơng số như ở bảng sau
Bảng 3

2. Phân bố công suất cho các máy biến áp

- Để thuận tiện trong việc vận hành các bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây
F3-B3 và F4-B4 cho làm việc với đồ thị bằng phẳng suốt cả năm. Do đó cơng
suất tải của mỗi máy là :
1
1
SB3 = SB4 = SFđm - 4 Stdmax = 66 - 4 2.16=65.46 MVA < SB3,B4đm = 80 MVA
Do đó ở điều kiện làm việc bình thường B3 và B4 không bị quá tải
- Phụ tải qua mỗi máy biến áp tự ngẫu B1 va B2 được tính như sau
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 15


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :
1
SCT-B1 = SCC-B2(t) = 2 (S110(t) – SB3)
Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :
1
Scc-B1 = Scc-B2 = 2 (SVHT(t) +Suc– SB4)
Phụ tải truyền lên phía hạ áp của mỗi máy biến ap tự ngẫu là:
SCH-B1 = SCH-B2 = SCC-B1 + SCT-B1 = SCC-B2 + SCT-B2
Kết quả tính tốn ta được bảng sau :
Bảng 4
t(h)

0÷4

4÷8

8÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24

Sb3=Sb4 65.34

65.34 65.34

65.34

65.34

65.34

65.34

52.96
-0.14
52.82

50.72 52.57
-0.14 -3.76
50.58 48.81

49.43
-0.14
49.29

55.07

-0.14
54.93

54.75
3.48
58.22

51.24
-1.95
49.29

SCC-B1
SCT-B1
SCH-B1

Nhận xét qua bảng trên ta thấy Sccmax=57.3119 MVA, SCtmax=3.755
MVA, SChmax=58,22 MVA đều < SđmB1=160 MVA. Nên các máy biến áp
đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thường.
3. Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố
Vì cơng suất định mức của các máy biến áp hai cuộc dây được chọn theo công
suất định mức của máy phát điện nên việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét đối với
máy biến áp tự ngẫu.
Coi sự cố nặng nề nhất lúc phụ tải trung áp cực đại S110max=72.29 MVA
Khi đó SVHT=109.4938 MVA; SUf=9.0476 MVA .
Giả thiết sự cố bộ F3-B3
Kiểm tra điều kiện :
2Kqtsc.α.SB1đm ≥ S110max
2.1,4.0,5.160=224 >72.29 MVA  thỏa mãn điều kiện
Lúc này công suất tải lên trung áp qua mỗi máy là
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo

pg. 16


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

SCT-B1 = SCT-B2= S110max/2 = 36.145 MVA
Cho các máy phát F1 và F2 làm việc với giá trị định mức. Do đó cơng suất
qua cuộc hạ của B1 và B2 là
SCH-B1,B2 = SFdm - SUf/2 -Std/4 = 66 – 9.0476/2 – 2.16/4 = 60.9362MVA
Công suất lên tải cao áp của 1 MBA :
SCC-B1,B2 = SCH-B1,B2 – SCT-B1,B2 = 60.9362– 36.145 = 24.7912 MVA
Khi đó lượng cơng suất nhà máy cấp cho phía cao áp còn thiếu một lượng :
Sthiếu = SVHT +Suc – SB4 – 2.SCC-B1,B2 = 109.4928 + 70.59 – 65.46–
2.24,7912 = 65.0404 MVA
Vậy ta thấy rằng khi quá tải bộ B3-F3 thì hai máy B1, B2 làm việc không
bị quá tải.
a) Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B1(hoặc B2)
Khi B1 bị sự cố thì F1 ngừng. Trường hợp này kiểm tra quá tải của B2:
Kiểm tra điều kiện :
Kqtsc .α.SB1đm ≥ S110max – SB3
1,4.0,5.160 = 112 ≥ 72.29-65.46=6.83 MVA  thỏa mã điều
kiện
- Công suất tải lên trung áp:
SCT-B2 = S110max – SB3 =72.29 – 65.46 = 6.83MVA
- Công suất qua cuộn hạ B2 :
SCH-B2 = SFđm – SUF – Stdmax/4 = 66 - 9.0476 – 2.16/4 = 56.4124
MVA

- Công suất tải lên phía cao áp
SCC-B2 = SCH-B2 – SCT-B2 = 56.4124– 6.83 = 49.5824 MVA
- Khi đó lượng cơng suất cấp cho nhà máy còn thiếu là
Sthiếu = SVHT +Suc– SB4 – SCC-B2 = 109.5 + 70.59 – 65.46 – 49.5824 =
65.0476MVA
Nhận xét : lượng thiếu này nhỏ hơn dự trữ quay của hệt hống nên B2
cũng không bị quá tải .
2.2 Phương án 2
1. CHọn máy biến áp
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 17


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

- Hai máy biến áp B3 và B4 được chọn theo sơ đồ bộ. Do hai máy biến áp
này cùng nối với thanh góp điện áp 110 KV nên được chọn giống nhau
và giống máy biến áp B3 ở phương án I là máy biến áp loại TPӅҴH80(115/10.5) có các thơng số như bảng 2
- Hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn tương tự như phương án I.
Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo
1
điều kiện sau : SB1đm = SB2đm ≥ α SFđm
1
Do đó
SB1đm = SB2đm ≥ 0.5 65.88 = 131.76
Ta chọn máy biến áp có kí hiệu ATӅҴTH-160 có các thông số kỹ thuật
như

Bảng 1

2. Phân phối công suất cho các máy biến áp
Để đảm bảo knh tế và thuận tiện trong vận hành, các máy phát F3. F4
cho làm việc với phụ tải bằng phẳng suốt cả năm.
- Do đó cơng suất tải qua mỗi máy biến áp B3, B4 là :
1
2.16
SB3 = SB4 = SFđ - 4 STD = 65.88 – 4 = 65.34 MVA
- Phụ tải qua các máy biến áp tự ngẫu T1 và T2 được tính như sau ;:
Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :
1
SCC-B1 = SCC-B2 = 2 (SVHT(t) + Suc -Sb4)
Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :
1
SCT_B1 = SCT-B2 = 2 (S110(t) – SB3 – SB4)
Phụ tải phía hạ áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là
SCH-B1 = SCH-B2 = SCC-B1 + SCT-B1 = SCC-B2 + SCT-B2
Sau khi tính tốn ta được kết quả trong bảng số liệu dưới đây :
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 18


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án mơn học NMD

Bảng 5

-

t(h)
0÷4
4÷8
8÷12
12÷14 14÷18 18÷20 20÷24
65.34
65.34
65.34
65.34
65.34
65.34
65.34
Sb3=Sb4
SCC-B1 48.524712 48.0486 51.6636 48.5248 54.1606 57.3719 50.3298
-32.81
-32.81 -36.425 -32.81 -32.81 -29.195 -34.615
SCT-B1
SCH-B1 15.714712 15.2386 15.2386 15.7148 21.3506 28.1769 15.7148
Dấu “ - ” chứng tỏ cơng suất từ phía thanh góp 110kV sang thanh góp 220kV
để bổ sung cơng suất thiếu 220kV
- Nhận xét : Qua Bảng 5 ta có Sccmax = 59.96MVA, SCtmax = 34.62MVA,
SChmax = 25.55 đểu nhỏ hơn SB1đm = 160MVA. Như vậy các máy biến áp
đã chọn khơng bị q tải khi làm việc bình thường.
3. Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố
Cũng coi sự cố nguy hiểm nhất sảy ra khi phụ tải trung áp cực đại.
Đối với các bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây không cần
kiểm tra quá tải vì cơng suất định mức của các máy biến áp này được
chọn theo công suất định mức của máy phát điện. Do đó việc kiểm

tra quá tải chỉ tiến hành với các máy biến áp tự ngẫu.
a)Khi sự cố bộ B3-F3(hoặc B4-F4)
Kiểm tra điều kiện: 2.K qtsc . .S B1dm  S110 max
2.1,4.0,5.160=224 MVA > 72,29 MVA
=> thỏa mãn điều kiện
Khi đó cơng suất tải lên các phía qua mỗi máy biến áp tự ngẫu được xác định như
sau:
- Công suất qua cuộn trung:
1
2

1
2

SCT-B1=SCT-B2= .( S110 max  S B 4 ) = .(72, 29  65, 46) =3,42 MVA
- Công suất qua cuộn hạ:
SCH-B1=SCH-B2=SFđm−

SUF
S
9, 05 2,159
− TD =65,88 −
=60,815 MVA

2
4
2
4
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo

pg. 19


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

- Công suất qua cuộn cao:
SCC-B1=SCC-B2=SCH-B1−SCT-B1=60,815−3,42=57,4 MVA
Khi đó phụ tải hệ thống thiếu một lượng công suất là:
Sthiếu=SVHT +SUC– (SCC-B1 + SCC-B2)= 109,5+70,59−2.57,4=65,29 MVA
Nhận xét: Sthiếu=65,29 MVA < SdtHT=200 MVA nên khi sự cố bộ F3-B3 thì các
máy biến áp B1,B2 cũng khơng bị quá tải.
b)Khi sự cố tự ngẫu B1(hoặc B2)
Khi B1 bị sự cố thì F1 ngừng,ta kiểm tra quá tải của B2.
Kiểm tra điều kiện: K qtsc . .S B1dm  S110 max  2.S B 3
1,4.0,5.160=112 MVA > 72,29−2.65,46= -58,63 MVA
=>thỏa mãn điều kiện
Cơng suất tải qua các phía của B2 như sau:
- Phía trung áp:
SCT-B2=S110max−(SB3+SB4)=72,29−2.65,46= - 58,63 MVA
- Phía hạ áp:
SCH-B2=SFđm−SUf −

STD
2,16
=65,88 – 9,05 −
=56,3 MVA
4

4

- Phía cao áp:
SCC-B2=SCH-B2−SCT-B2=56,3−(-58,63)=114,93 MVA
Khi đó phụ tải hệ thống bị thiếu một lượng là:
Sthiếu=SVHT +SUC− SCC-B2=109,5 + 70,59−114,93 =65,16MVA
Nhận xét: Sthiếu=65,16MVA < SdtHT=200 MVA nên B2 cũng khơng bị q tải.
Tóm lại:Các máy biến áp đã chọn đều thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật khi
làm việc bình thường và khi sự cố.

2.3 Tính tốn tổn thất điện năng
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 20


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án mơn học NMD

Tính tốn tổn thất điện năng là một phần không thể thiếu được trong việc đánh
giá một phương án về kinh tế và kĩ thuật.Trong nhà máy điện tổn thất điện năng
chủ yếu gây nên bởi các máy biến áp tăng áp.

I.

Phướng án I
Để tính tốn tổn thất điện năng trong các máy biến áp người ta dựa vào
bảng phân bố công suất của máy biến áp đã cho ở bảng 4
1. Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp B3

Công thức tính tốn

S2B3 .
ΔAB3 = ΔPo.T + ΔPN.S2
T
B3đm

Trong đó T: là thời gian làm việc của máy biến áp T= 8760h
SB3 : phụ tải của máy biến theo thời gian và được lấy theo
đồ thị phụ tải hàng ngày.
Ta có B3 là máy biến áp 3 pha 2 cuộc dây loại TPӅҴH-80-115/10.5
có :
ΔPo = 70kW, ΔPN = 310 kW, SB3 = 65.34 MVA = const
 ΔAB3 = 70.10-3.8760 + 0.31.

65.342
.8760 = 2424,72 MWh
802

2. Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp B4
Tương tự như tính ΔAB3, B4 là máy biến áp 3 pha 2 cuộc dây loại
TӅҴ-80-242/10.5 có
ΔPo = 80kW; ΔPN = 320kW; SB4 = 65.34 MVA = const.
 ΔAB4 = 80.10-3.8760 + 320.10-3.
3.

65.342
.8760 = 2541.68 MWh
802

Tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp tự ngẫu
Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu ta coi máy
biến áp tự ngẫu như máy biến áp 3 cuộn dây. Khi có cuộn nối tiếp ,
cuộn chung và cuộc hạ của máy biến áp tự ngẫu tương ứng với cuộn
cao, cuộn trung, cuộn hạ của máy biến áp 3 cuộn dây. Tổn thất công
suất trong các cuộn được tính như sau :

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 21


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Từ kết quả bảng 4 và cơng thức tính ở trên ta có biểu thức tính tổn
thất điện năng của máy biến áp tự ngẫu 3 pha được tổ hợp từ 3 máy
biến áp 1 pha như sau :
365
ΔPo = ΔAB2 = ΔPoT + S 2 .
Bđm

24

 (ΔPNC.SiC2.ti + ΔPNT.SiT.ti +
i1

ΔPNH.SiH.ti)
SiC, SiT, SiH là phụ tải phía cao áp, trung áp và hạ áp của mỗi máy biến

áp tự ngẫu tại thời điểm ti ghi trong bảng 4 đã tính ở trên.
T=8760h
ΔPN , ΔPo , SBđm là của máy biến áp tự ngẫu 3 pha.

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 22


Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án mơn học NMD

Ta có : ΔAT = ΔA1 + ΔA2
Thành phần thứ nhất
ΔA1 = ΔPo.8760 = 85.8760 = 744600kWh =
744,6MWh
Thành phần thứ 2
24

365
2
2
2

A

ΔA2 =  2i  2 (PN C .SiC  PN T .SiT  PN  H . SiH ).t i
S
1

dmT

Từ tính tốn ta được bảng số liệu
t(h)
0÷4
4÷8
8÷12
12÷14 14÷18 18÷20 20÷24
65.46
65.46
65.46
65.46
65.46
65.46
65.46
SB3=Sb4
20.229712
17.989 19.839
16.7 22.336 22.017 18.505
SCB1
-0.2
-0.2 -3.815
-0.2
-0.2
3.415 -2.005
STB1
20.029712
17.789 16.024
16.5 22.136 25.432

16.5
SHB1
69.9066
55.1759 51.0780 23.7453 85.3411 52.8092 50.4174
ΔA2i
ΔA2 =

 A

2i

= 388.4736kWh = 03885 MWh

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là :

2TB1,2  2(A1  A2 )  2(744.6  0.3885)  1489.977MWh
Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phướng án I là

AI  AB 3  AB 4  2ATB1,2  2424.72  2541.68  1489.977  6456.377 MWh
II.

Phương án 2
1. Tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp B3 và B4
Ta có cơng thức

Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 23


Đinh Văn Long

Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

S2B3 .
ΔAB3 = ΔAB4 = ΔPo.T + ΔPN.S2
T
B3đm
Máy biến áp B3 và B4 đã chon là máy biến áp kiểu TӅҴ-80115/10.5 có thơng số như bảng 2 do đó tổn thất điện năng của máy
biến áp B3 và B4 ở phương án này bằng nhau và đúng bằng tổn
thất trong máy biến áp B3 ở phương án I trên :
ΔAB3 = ΔAB4 = 2424.72MWh
2. Tính tốn thất điện năng hàng năm của máy biến áp tự ngẫu B1 và
B2
Máy biến áp tự ngẫu 3 pha ATӅҴTH-160-230/121/10.5 có ΔPo =
ΔPNC-T
85kW và ΔPNC-T=380kW, ΔPNC-H = ΔPNT-H = 2 190kW và
dựa vào bảng 5 ta có ΔAT = ΔA1 + ΔA2
Thành phần thứ nhất ΔA1 = ΔPo.8760 = 85.8760 = 744600 =
744.6MWh
Thành phần thứ hai
24

 A2 

 A

2i




1

365
2
2
(  PN  C . S iC
  PN  T . S iT2   PN  H . S iH
). t i
2
S dm T

Dựa vào bảng phân bố ta tính tốn được thành phần thứ 2 như sau :
t(h)
0÷4
65.34
Sb3=Sb4
52.959712
SCC-B1
-32.81
SCT-B1
20.149712
SCH-B1
55.2560
ΔA2i

4÷8
8÷12
12÷14

65.34
65.34
65.34
50.719
52.569
49.43
-32.81
-36.43 -32.81
17.909
16.144
16.62
49.9664 52.7991 23.5603

14÷18 18÷20 20÷24
65.34
65.34
65.34
55.066 54.747 51.235
-32.81 -29.2
-34.62
22.256 25.552
16.62
60.625 31.4712 50.4121

Ta được ΔA2 = 0.3241MWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu
TB1,2  2(A1  A2 )  2(744.6  0.3241)  1489.8482MWh
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 24

Đinh Văn Long
Đ8-H5

Đồ án môn học NMD

Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 2 là
AI  AB 3  AB 4  2ATB1,2  2424.72  2541.68  1489.8482  6456.2482 MWh

So sánh tổn thất của 2 phương án
Tổn thất điện năng

A (M Wh)


Phương án 1
Phương án 2

6456.3770
6546.2482

Chương 3 Tính tốn kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu
Việc quyết định bất kỳ một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở so
sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật, nói khác đi là dựa trên nguyên tác đảm bảo
cung cấp điện và kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây chính cho nhà máy điện.
Trên thực tế vốn đầu tư vào thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào vốn
đầu tư máy biến áp và các mạch thiết bị phân phối. Nhưng vốn đầu tư của các
mạch thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào máy cắt, vì vậy để chọn các
mạch thiết bị phân phối cho từng phương án phải chọn các máy cắt. Trong tính
tốn chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật ta chỉ cần chọn sơ bộ các máy cắt.

3-1. chọn sơ đồ máy cắt của các phương án
IXác định dòng điện làm việc cưỡng bức của các mạch
1. Phương án 1
a) Cấp điện áp về hệ thống 220kV
Mạch đường dây nối với hệ thống. Phụ tải cực đại của hệ thống là SVHTmax =
110.1311 MVA. Vì vậy dong điện làm việc cưỡng bức của mạch đường dây được
tính với điều kiện một đường dây bị đứt. Khi đó

I cblv 

SVHT max
3U dm



110,1311
 0.289kA
3.220

- Mạch máy biến ap 3 pha 2 cuộn dây B4 : dòng điện làm việc cưỡng bức
được xác định theo dòng điện cưỡng bức của máy phát điện :
Người hướng dẫn: GV Phạm Thị Phương Thảo
pg. 25