ĐỒ án phần điện trong nhà máy điện và TBA Phạm THị Phương Thảo

Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

ĐỒ ÁN
PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.
Họ và tên SV:NH Ư TH ÀNH LINH.
Lớp: Đ8H5.
Msv: 1381110434
Giáo viên hướng dẫn: Ths. Phạm thị Phương Thảo.
@+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++@
CHƯƠNG 1
TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI
DÂY.
1. Chọn máy phát điện:
Đề bài cho:
Nhà máy điện kiểu: TD gồm 4 tổ máy × 56MW ta có:

Điện kháng tương đối
Loại MP Sdm(MVA) Pdm (MW) Cos  Udm(kV) Idm(kA) Ndm(vph) '
'
Xd
Xd X d
CB-456/120-16

66

56

0.85

10.5

3.64

375

0.21

0.21

0.91

Bảng số liệu trên được tra từ bảng phục lục số 1: “Máy phát điện động bộ” – Bảng
1.2 – Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, ta chọn được máy phát điện
sau:
Loại máy phát CB-456/120-16.
2. Tính tốn cân bằng cơng suất:

a) Đồ thị phụ tải tồn nhà máy:
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 1


Đồ án Nhà Máy Điện

Stnm(t) 

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Ptnm(t)

Ptnm( t ) 

với

cosdm

Ptnm %(t)
Ptnm
100

Trong đó Stnm(t) – cơng suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
P%(t) – phần trăm cơng suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t.
cosφdm – hệ số công suất định mức của máy phát.
Ptnm(t) – cơng suất tác dụng của tồn nhà máy tại thời điểm t.
Ta có: Ptnm=4.56=224 MW
Smax=224/0,85=263,53 MVA
Từ bảng biến thiên cơng suất của phụ tải của tồn nhà máy ta tính được cơng suất
phát ra của nhà máy từng thời điểm là:

Stnm( t ) 

Ptnm( t )
cosdm

Ptnm(t ) 

với

Ptnm %
Ptnm
100

với: cos =0,85 ,Ptnm=4×56=224(MW).
Kết quả tính tốn cho ở bảng 1-1 và đồ thị vẽ ở hình 1-1:
Bảng 1-1:
T(h)

0÷4

48

8  12

12  14

14  18

18  20

20  24

PNM(%)

90

90

90

90

95

100

90

STNM

237,18

237,18

237,18

237,18

250,35

263,53

237,18

Hình 1-1: Đồ thị phụ tải tồn nhà máy:

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 2


GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

S(MVA)

Đồ án Nhà Máy Điện
300
250
200
150
100
50
0
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t(h)

b) Đồ thị phụ tải tự dùng.
Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng của nhà máy αtd=0,8% công suất định
mức của nhà máy với cosφtdđm=0,83 tức là bằng hệ số công suất định mức của nhà
máy và được coi là hằng số với công thức:
Std =

α%.n.PdmF
= const
100.cosφ td

Trong đó: Std – phụ tải tự dùng.

α% - lượng điện phần trăm tự dùng.
n – số tổ máy phát.

Cosφtd – hệ số công suất phụ tải tự dùng.
PdmF – công suất tác dụng của một tổ máy phát.
Thay số vào ta có:
STD=

%

.

. đ

=

,

.

.
,

=2,16 (MVA)

c) Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát UF (10,5 kV)
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 3


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Phụ tải địa phương của nhà máy có điện áp 10,5 kV, công suất cực đại
PmaxUF=8MW, cosφ=0,82; gồm 2 kép x 3 MW x 4 km và 1 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:

SUF(t) 

PUF(t)
cos

với PUF(t) 

PUF %
PmaxUF
100

Công suất phụ tải tại thời điểm từ 0-4 (h) là:
(

)

=

.8 ×

,

= 7,81 (MW)

Và tiến hành tính tốn cho các thời điểm khác tương tự, thu được bảng biến thiên
phụ tải như sau:
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(%)

0÷4
80

4÷8
90

8÷12
90

12÷14
80

14÷18
100

18÷20
95

20÷24

80

SUF(t) (MVA)

7,81

8,78

8,78

7,81

9,76

9,27

7,81

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

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 4


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

12
10

S(MVA)

8
6
4
2
0
0

2

4

6

8

10

12
T(h)

14

16

18

20

22

24

d) Đồ thị phụ tải trung áp (110 kV)
Phụ tải cấp điên áp trung UT=110kV có: Pmax110=60 MW, cosφ110=0,83, gồm: 1 lộ
kép× 60 MW . 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 :

ST(t ) 

P110 (t)
cos

P110(t ) 

với

P%
.Pmax
100

với Pmax110=60MW , cos =0,83 :
S0-4=

×

,

= 65,06 (MW)

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.
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 5


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Bảng 1-3:
t(giờ)

0÷4

4÷8

8÷12

12÷14

14÷18

18÷20

20÷24

P110 (%)

90

90

80

90

90

100

85

ST(t)(MVA)

65,06

65,06

57,83

65,06

65,06

72,29

61,46

S(MVA)

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

80
70
60
50
40
30
20
10
0
0

2

4

6

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

8

10

12
t(h)

14

16

18

20

22

24

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 6


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

e) Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao UC .
Phụ tải cấp điện áp cao UC=220kV có: Pmax220=60 MW, cosφ220=0,84, gồm:
1 lộ kép×60MW . 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:

SC(t ) 

P220 (t)
cos

SC(0-4)=

với
×

,

P220( t) 

P%
.Pmax
100

=57,14(MVA)

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÷4
80
57,14

4÷8
85
60,71

8÷12
90
64,29

12÷14
90
64,29

14÷18
90
64,29

18÷20
100
71,43

20÷24
90
64,29

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

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)

Page 7


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

80
70
60
S(MVA)

50
40
30
20
10
0
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

T(h)

f) 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)  SUC (t)  STD (t)  SVHT (t)

Hay: SVHT (t)  Stnm (t)  SDP (t)  SUT (t)  SUC (t)  STD (t)
Trong đó:

SVHT(t) – cơng suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
Stnm(t) – cơng suất phát của tồn 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 cơng thức trên ta tính tốn được bảng số liệu sau:
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 8


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Bảng 1-5:
t(giờ)
Stnm(t)(MVA)
STD
SUF(t)(MVA)
ST(t) (MVA)
SC(t) (MVA)
SVHT(t)(MVA)

0÷4
237,18
2,16
7,81
65,06
57,14
108,01

4÷8

237,18
2,16
8,78
65,06
60,71
100,47

8÷12
237,18
2,16
8,78
57,83
64,29
104,12

12÷14
237,18
2,16
7,81
65,06
64,29
97,86

14÷18
250,35
2,16
9,76
65,06
64,29
109,08

18÷20
263,53
2,16
9,27
72,29
71,43
108,2

20÷24
237,18
2,16
7,81
61,46
64,29
101,46

Nhận xét: SVHT >0  Nhà máy ln phát cơng suất thừa cho hệ thống.

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

120
100

S(MVA)

80
60
40
20

0
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

T(h)

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 9


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

g) Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Bảng cân bằng cơng suất tồn nhà máy:

t(giờ)
Stnm(t)(MVA)

0÷4
237,18

4÷8
237,18

8÷12
237,18

12÷14
237,18

14÷18
250,35

18÷20
263,53

20÷24
237,18

STD
SUF(t)(MVA)
ST(t) (MVA)
SC(t) (MVA)
SVHT(t)(MVA)

2,16
7,81
65,06
57,14
108,01

2,16
8,78
65,06
60,71
100,47

2,16
8,78
57,83
64,29
104,12

2,16
7,81
65,06
64,29
97,86

2,16
9,76
65,06
64,29
109,08

2,16
9,27
72,29
71,43
108,2

2,16
7,81
61,46
64,29
101,46

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

Đồ thị tổng hợp
300
250

Svht

200
150

Sc

100

St

50

Suf
Std

0
0

2

4

6

Std

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

8

10

Suf

12

St

14

16

Sc

18

20

22

24

Svht

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 10


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

3. Đề xuất các phương án nối điện.
a) 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.
- Nếu
- Nếu

max
Sdp

2.SdmF
max
Sdp

2.SdmF

.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

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 11


Đồ án Nhà Máy Điện
+ Hệ số có lợi: α =

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

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.
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: Sdp : Là cơng suất dự phịng của hệ thống điện (MVA)
b) 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:

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 12


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Bảng 1.6: Bảng tổng hợp số liệu phụ tải các cấp:
t(giờ)
Stnm(t)(MVA)
STD
SUF(t)(MVA)
ST(t) (MVA)
SC(t) (MVA)
SVHT(t)(MVA)

0-4
237,18
2,16
7,81
65,06
57,14
108,01

4-8
237,18
2,16
8,78
65,06
60,71
100,47

8-12
237,18

2,16
8,78
57,83
64,29
104,12

12-14
237,18
2,16
7,81
65,06
64,29
97,86

14-18
250,35
2,16
9,76
65,06
64,29
109,08

S

Smax

Smin

STD

2,16

2,16

SĐP

9,76

7,81

SUT

72,29

57,83

SVHT

109,08

97,86

18-20
263,53
2,16
9,27
72,29
71,43
108,2

20-24
237,18
2,16
7,81
61,46
64,29
101,46

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 công
suất lên hệ thống nhằm tiết kiệm chi phí và giảm được tổn hao MBA.
Đ

× đ

× 100 ≤ 15%

→

,
×

× 100 = 7,39 ≤ 15%  vậy khơng cần thanh

góp điện áp MF .
- Vì
=72,29 (MVA) và
= 57,83 (MVA) , SđmF =66 (MVA)
và liên lạc bằng MBA tự ngẫu nên có thể sử dụng 1 đến 2 bộ MFMBA (2 cuộn dây) bên phía trung áp.
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 13


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Từ những nhận xét trên, ta đưa ra các phương án như sau:
 Phương án 1:

Hình 1.2: Sơ đồ nối điện phương án 1
Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 nối với hai máy phát điện F1và F2
làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp và phát công suất thừa lên hệ thống.
Với phụ tải bên trung áp lớn ta dùng 2 bộ (MBA 2 cuộn dây – MFĐ) để cung
cấp cho phụ tải cấp này.
Ưu điểm: chỉ có hai chủng loại máy biến áp đó là máy biến áp tự ngẫu và
máy biến áp hai cuộn dây. Sơ đồ đơn giản và linh hoạt trong vận hành, đảm bảo
cung cấp điện liên tục cho các phụ tải khi một trong các bộ ngừng làm việc.
Nhược điểm: Có một phần cơng suất truyền qua hai lần biến áp làm tăng tổn
thất cơng suất. Nhưng vì sơ đồ trên sử dụng máy biến áp tự ngẫu liên lạc nên tổn
thất cơng suất khơng đáng kể, có thể bỏ qua.
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 14


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

 Phương án 2 :

Hình1.3: Sơ đồ nối điện phương án 2
Phương án này ta vẫn dùng hai máy biến áp tự ngẫu nối với máy phát điện để làm
nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp và phát công suất thừa vào hệ thống. Bên
phía cao áp đấu thêm một bộ MFĐ-MBA hai cuộn dây. Phụ tải tự dùng vẫn lấy rẽ
nhánh từ đầu cực máy phát điện .
Ưu điểm: Sơ đồ này vẫn đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho các phụ tải,
sơ đồ kết dây đơn giản và vận hành linh hoạt. Bố trí nguồn và tải cân đối.
Nhược điểm: Phương án này có số lượng máy biến áp vẫn là 4 máy phát điện,
nhưng có 3 chủng loại máy khác nhau. Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn
trong vận hành và sửa chữa. Vốn đầu tư máy biến áp đắt hơn so với phương án
một.
 Phương án 3 :
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 15


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Hình 1.4: Sơ đồ nối điện phương án 3
Tất cả các bộ máy phát điện – máy biến áp đều nối vào thanh góp điện áp
cao (220 kV) .Hai máy biến áp tự ngẫu dùng để liên lạc và truyền công suất sang
cho thanh góp điện áp trung. So với phương án trước thì phương án ày vẫn đảm bảo
vì nó chỉ đủ cung cấp cho phụ tải phía trung áp, khi hai máy biến áp tự ngẫu cịn
làm việc bình thường.
Nhược điểm : Khi xảy ra sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy
biến áp tự ngẫu cịn lại khơng đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải điện áp bên trung
(110 kV). Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều nên khơng có lợi về mặt kinh
tế và gây khó khăn trong tính tốn thiết kế cũng như trong vận hành, sửa chữa.
Kết luận:
So sánh 3 phương án :
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 16


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

-Hai phương án đầu đều có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các
cấp điện áp và có cấu tạo tương đối đơn giản, dễ vận hành.
- Phương án 3 tập trung quá nhiều chủng loại máy biến áp ,cấu tạo phức tạp gây
nhiều khó khăn trong vận hành và sửa chữa. Bên trung áp không có bộ máy phát máy biến áp nên khi sự cố 1 máy biến áp tự ngẫu liên lạc sẽ không cung cấp đủ cho
phụ tải, không đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

Do đó, ta thấy hai phương án 1 và 2 có nhiều ưu điểm hơn, đảm bảo độ 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, kĩ thuật, chọn ra phương án tối ưu.

CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN LỰA 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
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 cơng suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn 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.

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 17


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

1. Phương án 1

1.1. Phân bố cống suất cho MBA
Việc phân bố công suất cho các máy biến áp cũng như cho các cấp điện áp
của chúng được tiến hành theo nguyên tắc cơ bản sau: Phân bố 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 đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công phát bằng công suất thu
(phụ tải), không xét đến tổn thất trong máy biến áp để đảm bảo vận hành đơn giản.
a. MBA 2 cuộn dây B3, B4
Do các máy phát nối bộ với các máy biến áp hai cuộn dây ln phát cơng suất định
mức, do đó phân bố công suất của các MBA 2 cuộn dây là bằng phẳng :
Cơng suất của 1 bộ:
Sbộ =Sđm-
Trong đó:

=66- .2,16=65,46 (MVA)

- n: số tổ máy

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 18


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Max
- STD
: công suất tự dùng cực đại
- SdmF: công suất 1 tổ máy phát

Phần cơng suất cịn lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận.
b. Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :
Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai
cuộn dây, phần cơng suất cịn lại do MBA liên lạc (tức MBA tự ngẫu) đảm nhận và
được xác định trên cơ sở cân bằng công suất, không xét đến tổn thất trong MBA.
Giả sử chiều phân bố công suất trong MBA tự ngẫu B1, B2 như hình vẽ dưới đây.

SVHT

SCC

SCT

SCC

SCT

SCH

=>>

SCH

SCC (t) =

1
.[ SVHT (t) + SUC (t)]
2

SCT (t) =

1
.[ SUT (t) - 2Sbộ]
2

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

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 19


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Bảng 2.1: Công suất đi qua các cuộn dây của mỗi MBA tự ngẫu
trong các khoảng thời gian PA1

t(h)
SVHT(MVA)
SUC (MVA)
2.Sbộ(MVA)
SUT (MVA)

SCC (MVA)
SCT (MVA)
SCH (MVA)

0÷4
108,01
57,14
130,92
65,06
82,58
-32,93
49,65

4÷8
100,47
60,71
130,92
65,06
80,59
-32,93
47,66

8÷12
104,12
64,29
130,92
57,83
84,21
-36,55
47,66

12÷14
97,86
64,29
130,92
65,06
81,08
-32,93
48,15

14÷18
109,08
64,29
130,92
65,06
86,69
-32,93
53,76

18÷20
108,2
71,43
130,92
72,29
89,82
-29,32
60,50

20÷24
101,46

64,29
130,92
61,46
82,88
-34,73
48.15

Dấu “-” trước cơng suất ở phía trung của MBA tự ngẫu chứng tỏ cơng 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
Vậy chiều giả sử ban đầu là sai. Vậy ở chế độ làm việc bình thường ta ln có sự
truyền ngược cơng suất. Với MBA tự ngầu B1, B2 thì cơng suất ln được truyền
tải từ cuộn Hạ và Trung lên Cao.
1.2. Chọn máy biến áp
a. Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây (B3, B4)
Chọn MBA 2 cuộn dây khơng có điều chỉnh dưới tải. Những MBA này
mang tải bằng phẳng nên khơng có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ. Như vậy,
chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động
điều chỉnh kích (TĐK) từ của MF. Đối với những máy biến áp này không cần kiểm
tra điều kiện quá tải sự cố bởi một trong hai phần tử MF hay MBA bị sự cố thì cả
bộ ngừng làm việc, khơng thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố.
Cũng chính vì lí do này chỉ cần dùng máy cắt phía cao áp là đủ, phía hạ áp chỉ dùng
dao cách ly phụ cho sửa chữa.
SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 20

Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Điều kiện chọn máy biến áp: SđmB ≥ Sbộ=65,46 (MVA)
Vậy ta có thể chọn các loại MBA có các thơng số như sau:
Bảng 2.2: Thông số máy biến áp B3, B4

MBA
B3
B4

Loại
MBA
TPдцH

Sđm
(MVA)
80
80

Điện áp (kV)
Cao
Hạ
115
10,5

Tổn thất (kW)
ΔP0
ΔPN

70
310

115

70

10,5

310

UN%

I0%

10,5

0,55

10,5

0,55

( Tra Phụ lục 2 – Bảng 2.5 Tài liệu Thiết kế Phần điện NMĐ và TBA)
b. Máy biến áp tự ngẫu (B1, B2)
Là MBA có điều chỉnh dưới tải. Để chọn được công suất định mức của
MBA tự ngẫu cần phải xác định được công suất tải lớn nhất trong suốt 24 giờ của
từng cuộn dây, được gọi là công suất thừa lớn nhất Smax
thua .
SdmB 

1 max
.Sthua


Trong đó:  - Hệ số có lợi;  

U C  U T 220  110

 0,5 .
UC
220

Nhưng ở trường hợp này MBA làm việc ở chế độ tải cơng suất từ phía trung và hạ
lên cao. Trường hợp này cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất.
=SđmF=66 (MVA)
vậy : SđmTN ≥

,

. 66 =132 (MVA)

Vậy ta chọn MBA tự ngẫu B1, B2 có các thơng số kĩ thuật như sau:

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 21

Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Bảng 2.3: Thông số MBA TN B1, B2
ĐA cuộn dây, kV
Loại

Sđm

MBA

MVA

Tổn thất, Kw

UN%

PN
C

T

H

P0
C-T C-H T-H

ATдцTH

160

230

121

11

85

380

-

-

CT

CH

TH

I0%

11

32

20

0,5

( Tra Phụ lục 2 – Bảng 2.6 Tài liệu Thiết kế Phần điện NMĐ và TBA)
1.3. Kiểm tra quá tải MBA khi có sự cố
a) Sự cố 1: Hỏng 1 bộ MF – MBA bên trung tại thời điểm phụ tải bên
trung cực đại.
Giả sử chiều cơng suất khi sự cố như hình vẽ. . Ứng với Smax
UT = 72,29 (MVA) ta có
=71,43 MVA ,
=108,2 MVA ,
Điều kiện kiểm tra quá tải:

=9,27 MVA lúc 18÷20 giờ.

max
2.KSC
qt ..SdmB  SboB3  SUT

⇒ 2.1,4.0,5.160 +65,46 =289,46 ≥ 72,29 MVA => Thỏa mãn điều kiện
Ta có phân bố cơng suất khi sự cố:
SCT= .(

-SbộB3 )= .(72,29-65,46) = 3,415 MVA

SCH=SđmF - .

- .

=66- . 9,27 - . 2,16 = 60,825 MVA

SCC= SCH - SCT = 60,825-3,415= 57,41 MVA

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 22


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo

Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải cơng suất từ
phía hạ lên phía cao và lên trung. Khi đó cuộn hạ mang tải nặng nhất. Do đó ta
chọn giá trị cơng suất của cuộn hạ Sha=SCH=60,825 (MVA) để tính.
Khi đó phải có: Sha=60,825 ≤

. .SđmTN =1,4.0,5.160=112 (MVA)

 MBA thỏa mãn điều kiện không bị q tải
Trong khi đó cơng suất cần phát lên hệ thống là SVHT = 108,2 MVA, vì vậy lượng
cơng suất còn thiếu là:
Sthiếu=(
+
) - 2.SCC =( 108,2+71,43) – 2.57,41=64,81 MVA
Vì Sthiếu = 64,81 < Sdự trữ HT = 200 (MVA). Vậy trong trường hợp này, hệ thống vẫn
đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải các cấp cũng như phát về hệ thống như lúc
bình thường.
b) Sự cố 2: hỏng một MBA tự ngẫu (TN) B2 tại thời điểm phụ tải trung cực
đại.

Ứng với Smax
UT = 72,29 (MVA) ta có
=71,43 MVA ,

=108,2 MVA ,

=9,27 MVA lúc 18÷20 giờ.

- Điều kiện kiểm tra quá tải :
. .

+

đ

ộ

+

ộ

≥

vậy : 1,4.0,5.160 +65,46 +65,46 =242,92 ≥ 72,29 MVA(thỏa mãn)
- Phân bố công suất sau khi sự cố:
SCT =
- 2.SbộB4 =72,29-2.65,46 = -58,63 MVA
SCH= SđmF -

-

= 66 – 9,27 - . 2,16 =56,19 MVA

SCC= SCH –SCT =56,19- (-58,63) =114,82 MVA
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải cơng suất từ
phía trung và hạ lên phía cao. Khi đó cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất. Do đó ta
chọn giá trị cơng suất của cuộn nối tiếp Snt để tính:
Khi đó:

=

{ .⦋

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

( )+

( )} = 0,5.(56,19+58,63) =57,41 MVA

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 23


Đồ án Nhà Máy Điện

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo
. .

Và : Snt=57,41 MVA ≤

đ

=1,4.0,5.160 =112 MVA

 MBA thỏa mãn điều kiện khơng bị q tải.
Trong khi đó cơng suất cần phát lên hệ thống là SVHT = 108,2 MVA, vì vậy
lượng cơng suất cịn thiếu là:
Sthiếu =(

+

)−

= (108,2 +71,43) – 114,82 =64,81 MVA

Vì : Sthiếu= 64,81 dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định. => MBA đảm bảo
điều kiện kĩ thuật.
c) Sự cố 3: Hỏng một bộ MBA TN B2 tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu.

Ứng với :

= 57,83 MVA thì

=64,29 MVA ,

=104,12 MVA ,

=8,78 MVA lúc 8÷ 12 giờ.
Ta có phân bố cơng suất khi sự cố:

SCT =

− 2.

ộ

= 57,83 - 2.65,46 = -73.09 MVA

-

SCH = SđmF -

= 66 - 8,78 - .2,16 =56,68 MVA

SCC =SCH - SCT =56,68 +73,09 =129,77 MVA
Vậy chế độ truyền tải trong trường hợp này của MBA tự ngẫu là tải công suất từ
phía trung về phía hạ và 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.
Khi đó:

=

Snt=64,89 MVA ≤

( )+

{ .⦋
. .

đ

( )} = 0,5.(56,68+73,09)=64,89MVA.

=1,4.0,5.160 =112 MVA

 MBA thỏa mãn điều kiện không bị q tải.
Trong khi đó cơng suất cần phát lên hệ thống là SVHT = 104,12 MVA, vì vậy
lượng cơng suất còn thiếu là:

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 24


Đồ án Nhà Máy Điện
Sthiếu =(

+

GVHD :Ths. Phạm Thị Phương Thảo
)−

= (104,12 + 64,29 ) – 129,77 =38,64 MVA

Vì : Sthiếu= 38,64 dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định. => MBA đảm bảo
điều kiện kĩ thuật.

2. Phương án 2 :

2.1. Phân bố công suất cho MBA :
a. MBA 2 cuộn dây B3, B4

SV: Như Thành Linh_Đ8H5

Trường ĐH Điện Lực(2016)
Page 25