đồ án phần điện trong nhà máy điện và trạm biến ápPhạm Thị PHương Thảo

Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

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,công suất mỗi tổ máy là 56MW,ta
chọn loại máy phát điện sau:
Loại MF Sđm
Pđm
(MVA) (MW)
CB66
56
465/12016

Cosφ
0,85

Uđm
(kV)
10,5

Iđm
(kA)
3,64

nđm
(v/ph)
375

X”d

X’d

Xd

0,21

0,21

0,91

Bảng số liệu trên được tra từ bản phụ lục số 1:”Máy phát điện đồng bộ”-bảng
1.2:máy phát thủy điện
1.2:TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT
1.2.1: Phụ tải tồn nhà máy
PđmF=56MW,cosφF=0,85
Ta có: PNM%=

PTNM(t).100
PNM%.Pmax
 PTNM(t)=
Pmax
100

Mà : Pmax=∑PđmF ; ∑PđmF=n.PđmF
Suy ra: PTNM(t)=

PNM%.∑PđmF PNM%.n.PđmF
=

100
100

PTNM(t) PNM%.∑PđmF
STNM(t)= cosφ = 100.cosφ
F
F
Trong đó:







STNM(t):cơng suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t
PTNM(t):cơng suất đặt của toàn nhà máy gồm 4 tổ máy
CosφF: hệ số công suất định mức của máy phát
PNM%:phần trăm công suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t
∑PđmF:tổng cơng suất tác dụng định mức của toàn nhà máy
n : số tổ máy

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 1


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

Tại thời điểm t =(0÷4):
PTNM(0÷4)=

PNM%(0÷4).n.PđmF 90.4.56
=
=201,6 MW
100
100

 STNM(0÷4)=

PTNM(0÷4) 201, 6
cosφF = 0,85 =217,18 MVA

Tính tương tự cho các trường hợp khác ta có bảng kết quả sau:
Bảng 1.1:Cơng suất phát ra tồn nhà máy
t(h)
0÷4
PNM%
90
PTNM(MW) 201,6
STNM(MVA) 237,18

4÷8
90
201,6
237,18

8÷12

90
201,6
237,18

12÷14
90
201,6
237,18

14÷18
95
212,8
250,35

18÷20
100
224
263,53

20÷24
90
201,6
237,18

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỒN NHÀ MÁY
265
260

S(MVA)

255
250
245
240
235
0

5

10

15

20

25

30

t(h)

1.2.2: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:
αtd% n.PđmF
Std(t)=STDmax= 100 .cosφ
td

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 2


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

Trong đó:






Std(t):cơng suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t
αtd%:lượng điện phần trăm tự dùng
PđmF: công suất tác dụng của 1 tổ máy phát
Cosφtd: hệ số công suất phụ tải tự dùng
n:số tổ máy phát

Theo đề bài cho αtd=0,8%,cosφtd=0,83 ta tính được:
Std(t)=

0,8 4  56
=2,159 MVA

100 0,83

1.2.3.Đồ thị phụ tải các cấp điện áp

P(t)=

P t 
P%.Pmax
(MW),S(t)=
(MVA)
100
cos 

Trong đó:






S(t):cơng suất của phụ tải tại thời điểm t
P(t):công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t
P%:cơng suất tính theo phần trăm Pmax của phụ tải tại thời điểm t
Pmax:công suất lớn nhất của phụ tải
Cosφ:hệ số cơng suất trung bình của phụ tải

a.Phụ tải cấp điện áp trung 110kV
Pmax=60MW;cosφ=0,82
Tại thời điểm t=0÷4,ta có:
PUT(0÷4)=

54
90  60
=54 (MW)  SUT(0÷4)=

=65,85 (MVA)
100
0,82

Tính tốn tương tự cho các trường hợp khác ta có bảng sau:
Bảng 1.2:Cơng suất phụ tải cấp điện áp trung 110kV
t(h)
P110%
PUT(MW)
SUT(MVA)

0÷4
90
54
65,85

4÷8
90
54
65,85

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

8÷12
80
48
58,54

12÷14
90

54
65,85

14÷18
90
54
65,85

18÷20
100
60
73,17

20÷24
85
51
62,19
Page 3


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP TRUNG 110kV
80

S(MVA)

60

40
20
0
0

5

10

15
t(h)

20

25

30

b.Phụ tải cấp điện áp cao 220kV
Pmax=60MW;cosφ=0,83
Tại thời điểm t=0÷4,ta có:
PUC(0÷4)=

48
80.60
=48(MW)  SUC=
=57,83
100
0,83

Làm tương tự với những trường hợp khác ta có bảng sau:
Bảng 1.3:Cơng suất phụ tải cấp điện áp cao 220kV
t(h)
P220%
PUC(MW)
SUC(MVA)

0÷4
80
48
57,83

4÷8
85
51
61,45

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

8÷12
90
54
65,06

12÷14
90
54
65,06

14÷18

90
54
65,06

18÷20
100
60
72,29

20÷24
90
54
65,06

Page 4


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP CAO 220kV
80
70

S(MVA)

60

50

40
30
20
10
0
0

5

10

15

20

25

30

t(h)

c.Phụ tải địa phương
Pmax=8MW;cosφ=0,85
Tại thời điểm t=0÷4,ta có:
PUf(0÷4)=

8.80
6, 4
=6,4(MW)  SUf=
=7,53(MVA)

100
0,85

Làm tương tự với những trường hợp khác ta có bảng sau:
Bảng 1.4:Cơng suất phụ tải cấp địa phương
t(h)
PUf%
PUf(MW)
SUf(MVA)

0÷4
80
6,4
7,53

4÷8
90
7,2
8,47

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

8÷12
90
7,2
8,47

12÷14
80
6,4

7,53

14÷18
100
8
9,41

18÷20
95
7,6
8,94

20÷24
80
6,4
7,53

Page 5


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐỊA PHƯƠNG
10

S(MVA)

8

6
4
2
0
0

5

10

15
t(h)

20

25

30

d.Cơng suất cân bằng tồn nhà máy
Theo ngun tắc cân bằng cơng suất thì tại mọi thời điểm công suất phát luôn
bằng công suất thu,không xét đến tổn thất cơng suất trong máy biến áp,ta có:
STNM(t)=SVHT(t)+SUf(t)+STD(t)+SUT(t)+SUC(t)
Hay : SVHT(t)=STNM(t)-SUf(t)-STD(t)-SUT(t)-SUC(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
SUf(t):cơng suất phụ tải địa phương 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 áp tại thời điểm t
SUC(t):công suất phụ tải cấp điện áp cao áp tại thời điểm t

Dựa vào các số liệu đã tính tốn bên trên,ta tính được dịng cơng suất về hệ
thống tại các thời điểm.Kết quả được cho trong bảng sau:

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 6


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

Bảng 1.5:Cơng suất phát về hệ thống
t(h)
0÷4
4÷8
STNM(MVA) 237,18 237,18
SUT(MVA)
65,85
65,85
SUC(MVA)

57,83
61,45
SUf(MVA)
7,53
8,47
STD(MVA)
2,159
2,159
SVHT(MVA) 103,811 99,251

8÷12
12÷14
237,18 237,18
58,54
65,85
65,06
65,06
8,47
7,53
2,159
2,159
102,951 96,581

14÷18
18÷20
20÷24
250,35 263,53 237,18
65,85
73,17
62,19

65,06
72,29
65,06
9,41
8,94
7,53
2,159
2,159
2,159
107,871 106,971 100,241

Đồ thị phụ tải tổng hợp:
300
250
200
150
100
50
0
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

1.3.ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.Cơ sở chung đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà nhà máy điện là một 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 máy biến áp 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.
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 7

Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

- Nếu

max
S DP
100%  15% : khơng cần có thanh góp điện áp máy phát
2SdmF

- Nếu

max
S DP
100%  15% : có thanh điện áp máy phát
2SdmF

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 trong chúng nghỉ khơng làm
việc thì các tổ máy cịn lại phải bảo đảm 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 hai cấp điện áp(khơng có phụ tải phía trung) thì dùng hai 2MBA hai
cuộn dây làm MBA liên lạc.
-Nếu có 3 cấp điện áp: thỏa mãn hai điều kiện sau thì chọn hai MBA tự ngẫu làm
MBA 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=

U C  UT
 0,5
UC

4) Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp(TBPP)
cấp điện áp tương ứng trên cở 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 MF ghép
bộ phải nhỏ hơn cơng suất min của phụ tải phía trung:

S

dmF

min
 SUT

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
2MBA lấy điện trực tiếp từ hai đầu cực của MF hay từ thanh góp (TBPP) phía
điện áp cao.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 8

Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

6)Có thể MBA liên lạc không nhất thiết phải nối máy với MF.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 một tổ máy nhỏ hơn có thể ghép một số MF
chung một MBA nhưng phải đảm bảo nguyên tắc

S

dmF

 SdpHT

ghep

Trong đó: Sdp 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
STNM(MVA) 237,18 237,18
SUT(MVA)

65,85
65,85
SUC(MVA)
57,83
61,45
SUf(MVA)
7,53
8,47
STD(MVA)
2,159
2,159
SVHT(MVA) 103,811 99,251

8÷12
12÷14
237,18 237,18
58,54
65,85
65,06
65,06
8,47
7,53
2,159
2,159
102,951 96,581

14÷18
18÷20
20÷24
250,35 263,53 237,18

65,85
73,17
62,19
65,06
72,29
65,06
9,41
8,94
7,53
2,159
2,159
2,159
107,871 106,971 100,241

Từ những số liệu trên ta có một số nhận xét: (NMTĐ có 4 tổ máy phát)
-Ta có:

max
S DP
9, 41
.100 =
.100 =7,14% < 15%
2SdmF
2.65,88

=>khơng cần dùng thanh góp điện áp máy phát,phụ tải điện áp máy
phát được lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát ra.
- Do cấp điện áp ở phía cao áp là 220kV và phía trung áp là 110kV 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.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 9


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

-Cơng suất một bộ MF-MBA nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên có thể
dùng sơ đồ bộ.
max
min
-Vì SUT
=73,17(MVA), SUT
=58,54(MVA),SđmF=66(MVA) và liên lạc bằng MBA tự

ngẫu nên có thể sử dụng từ một đến hai bộ MF-MBA (2 cuộn dây) bên phía
trung áp.
Từ những nhận xét trên,ta có thể đề xuất một số phương án như sau:
a.Phương án 1

Hình1.1: Sơ đồ nối điện phương án 1

Ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 nối lần lượt với hai máy phát điện F1 và
F2 làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp và phát công suất thừa vào hệ
thống.Do phụ tải phía cao và trung áp lớn hơn nhiều so với công suất định mức
của máy phát nên mỗi thanh góp 110kV và 220kV được đấu thêm một bộ MFĐMBA ba pha hai dây quấn F3-B3 và F4-B4.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 10


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

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: Sơ đồ này 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: Phải dùng đến 3 loại máy biến áp khác nhau gây khó khăn
trong vận hành và sửa chữa.
b.Phương án 2

Hình 1.2:Sơ đồ nối điện phương án 2

Chuyển bộ F4-B4 từ thanh góp 220kV sang phía 110kV,phần cịn lại giữ nguyên
như phương án 1.
Ở phương án này độ tin cậy cung cấp điện được 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
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 11


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

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:chỉ dùng 2 loại MBA.Ngoài ra do S110min=58,54 MVA < 2.Sđm=132MVA
nên hai bộ nối với thanh góp 110kV có thể ln làm việc ở chế độ định mức.
c.Phương án 3

HTD

SC
ST

B1

F1

S td

B2

F2

B4

B3

S td

F3

S td

F4

S td

Hình 1.3: Sơ đồ nối điện phương án 3
-Tất cả các bơ MFĐ-MBA đều nối vào thanh góp điện áp cao(220kV).Hai
MBA 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 này vẫn đảm bảo vì nó chỉ đủ cung
cấp cho phụ tải phía trung áp,khi 2 MBA tự ngẫu cịn làm việc bình thường.
Nhược điểm:Khi xảy ra sự cố hỏng một MBA tự ngẫu liên lạc,MBA tự ngẫu cịn
lại khơng đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải điện áp bên trung (110kV).Số lượng
và chủng loại MBA 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.
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 12


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

Kết luận:
So sánh 3 phương án:
-Hai phương án đầu đều có ưu điểm là 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 MBA,cấu tạo phức tạp gây nhiều
khó khăn trong việc vận hành,sửa chữa,vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá

trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất cơng suất lớn.
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 ổn định điện,dễ vận hành…..nên ta chọn hai phương án
này để so sánh về mặt kinh tế,kĩ thuật để chọn ra phương án tối ưu.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 13


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

CHƯƠNG II
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.1.Chọn máy biến áp-phân phối công suất cho máy biến áp
Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi
trường nơi lắp đặt của nhà máy điện.Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất
định mức của chúng.
I.Phương án 1

Hình 1.1:Sơ đồ nối điện phương án 1
1.Chọn máy biến áp
-Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1,B2 được chọn theo điều
kiện sau: SB1đm=SB2đm ≥

1



.SFđm

Trong đó α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 14


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

α=
Do đó: SB1đm=SB2đm ≥

U C  U T 220  110
=
=0,5
220
UC

1
.66 =132 MVA
0,5

Từ kết quả tính tốn trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha cho mỗi máy biến
áp B1,B2 loại ATдцTH-160(230/121/11) có các thơng số kĩ thuật cho như bảng
2.1:
Bảng 2.1
Sđm
(MVA)
160

Uđm
(Kv)
UC
UT
230 121

UH
11

C-T
11

UN%

 PO

C-H
32

(kW)
A

85

T-H
20

 PN%

C-T
380

IO
(%)

C-H T-H
-

0,5

Gía
103
R
185

Máy biến áp B3 được chọn theo sơ đồ bộ:
SB3đm ≥ SFđm = 66 MVA
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai cuộn dây có Sđm=80MVA là loại
TPдцH-80(115/10,5) có các thơng số như bảng 2.2 sau:
Bảng 2.2
 P0
 PN

Sđm
UCđm
UHđm
UN%
(MVA)
(kV)
(kV)
(kW)
(kW)
80
115
10,5
70
310
10,5
Máy biến áp B4 cũng chọn tương tự như máy biến áp B3

I0%
0,55

Gía
(103R)
104

SB4đm≥SđmF=66 MVA
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai cuộn dây có Sđm= 80 MVA là loại
Tдц-80(242/10,5) có các thông số như bảng 2.3 sau:
Bảng 2.3
Sđm
(MVA)

80

UCđm
(kV)
242

UHđm
(kV)
10,5

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

 P0

 PN

UN%

I0%

(kW)
80

(kW)
320

11

0,6

Gía
(103R)
90

Page 15


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

2.Phân bố cơng 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
4

1
4

SB3=SB4=SFđm- STDmax=66 − .2,159=65,46 MVA < SB3,B4đm=80 MVA
Do đó ở điều kiện làm việc bình thường B3 và B4 khơng bị q tải.
-Phụ tải qua mỗi máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được tính như sau:
+)Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:
1
2

SCT-B1=SCT-B2= (S110(t) – SB3)
+)Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

1
2

SCC-B1=SCC-B2= (SVHT(t)+SUC(t)– SB4)
+)Phụ tải truyền lên phía hạ áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:
SCH-B1=SCH-B2=SCC-B1+SCT-B1=SCC-B2+SCT-B2
Kết quả tính tốn cho ở bảng 2.4 sau:
Bảng 2.4
t(h)
SB3=SB4
SCC-B1
SCT-B1
SCH-B1

0÷4
65,46
48,09
0,19
48,28

4÷8
65,46
47,62
0,19
47,81

8÷12
65,46
51,28
-3,46

47,82

12÷14
65,46
48,09
0,19
48,28

14÷18
65,46
53,74
0,19
53,93

18÷20
65,46
56,90
3,86
60,75

20÷24
65,46
49,92
-1,64
48,28

Nhận xét qua bảng trên ta thấy SCCmax=53,74MVA, SCTmax=3,86MVA,
SCHmax=60,75 MVA đều nhỏ hơn SđmB1=160 MVA nên các máy biến áp đã chọn
khơng bị q tải khi làm việc bình thường.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 16


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

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 chọntheo 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=73,17 MVA
Khi đó SVHT=106,971 MVA; SUf=8,94 MVA;SUC=72,29 MVA
a)Gỉa thiết sự cố bộ F3-B3:
Kiểm tra điều kiện: 2.Kqtsc . .SB1dm  S110max
2.1,4.0,5.160 =224 MVA > 73,17 MVA
=>thỏa mãn điều kiện
Lúc này công suất tải lên trung áp qua mỗi máy là:
SCT-B1=SCT-B2=

S110 max 73,17
=
=36,585 MVA
2
2

Cho các máy phát F1 và F2 làm việc với giá trị định mức.Do đó cơng suất định
mức qua cuộn hạ của B1 và B2 là:

SCH-B1,B2=SFđm −

SUf
2

−

STD
8,94 2,159
= 66 −
−
=60,99 MVA
4
2
4

Công suất lên tải cao áp của một máy biến áp:
SCC-B1,B2=SCH-B1,B2 −SCT-B1,B2=60,99 −36,585=24,405 MVA
Khi đó lượng cơng suất nhà máy cung cấp cho phía cao áp cịn thiếu một
lượng là:
Sthiếu=SVHT +SUC– SB4 −2.SCC-B1,B2 =106,971 +72,29− 65,46 –2.24,405 =64,991MVA
Nhận xét: Sthiếu=64,991 MVA < SdtHT=200 MVA nên khi quá tải bộ F3-B3 thì

hai máy B1 và B2 làm việc không bị quá tải.
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 17


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

b)Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B1(hoặc B2)
Khi B1 bị sự cố thì F1 ngừng.Trường hợp này kiếm tra quá tải của B2.
Kiểm tra điều kiện:

Kqtsc . .SB1dm  S110max − SB3

1,4.0,5.160=112 MVA > 73,17−65,46=7,71 MVA
=>thỏa mãn điều kiện
- Công suất lên tải trung áp cuộn B2 là:
SCT-B2=S110max−SB3=73,17−65,46=7,71 MVA
- Công suất qua cuộn hạ B2 là:
SCH-B2=SđmF – SUf −

STD max
2,159
=66 – 8,94 −
=56,52 MVA
4
4

- Cơng suất tải lên phía cao áp cuộn B2 là:
SCC-B2=SCH-B2−SCT-B2=56,52−7,71=48,81 MVA
- Khi đó lượng cơng suất cấp cho nhà máy còn thiếu là :
Sthiếu=SVHT +SUC– SB4 –SCC-B2=106,971 +72,29−65,46 –48,81=64,991MVA
Nhận xét: Sthiếu=64,991 MVA < SdtHT=200 MVA nên B2 cũng không bị quá
tải.

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 18


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

II.Phương án 2

Hình 1.2:Sơ đồ nối điện phương án 2
1.Chọn máy biến áp
−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 110kV nên được chọn giống nhau và giống máy
biến áp B3 ở phương án 1 là máy biến áp loại TPдцH-80(115/10,5) có các thơng
số như bảng 2.2 đã cho ở trên.
−Hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn tương tự như phương án 1,đó là
máy biến áp loại ATдцTH-160 có các thơng số kĩ thuật cho như bảng 2.1 đã cho
ở trên.
2.Phân phối công suất cho các máy biến áp
Để đảm bảo kinh tế và thuận tiện trong vận hành,các máy phát F3 và F4 cho làm
việc với phụ tải bằng phẳng cả năm.
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 19


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

Do đó cơng suất tải qua mỗi máy biến áp B3 và B4 là:
1
4

1
4

SB3=SB4=SFđm− .STD=66− .2,159=65,46 MVA
Phụ tải qua các máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được tính như sau:
-

Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:
1
2

SCC-B1=SCC-B2= .(SVHT(t)+SUC(t))
-

Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:
1
2

SCT-B1=SCT-B2= .(SUT(t)−SB3−SB4)
-

Phụ tải truyền lên 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 bảng số liệu dưới đây:
Bảng 2.5
t(h)
SB3=SB4
SCC-B1
SCT-B1
SCH-B1

0÷4
65,46
80,82
-32,54
48,28

4÷8
65,46
80,35
-32,54
47,81

8÷12
65,46
84,01
-36,19
47,82

12÷14
65,46
80,82
-32,54

48,28

14÷18
65,46
86,47
-32,54
53,93

18÷20
65,46
89,63
-28,88
60,75

20÷24
65,46
82,65
-34,37
48,28

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 trên ta có SCCmax=89,63 MVA;SCTmax=36,19 MVA
;SCHmax=60,75 MVA đều nhỏ hơn SB1đm=160 MVA.Như vậy, 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
Cũng coi sự cố nguy hiểm là xảy 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 q tải vì cơng
suất định mức của các máy biến áp này được chọn theo công suất định mức cảu
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 20


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

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.Kqtsc . .SB1dm  S110max
2.1,4.0,5.160=224 MVA > 73,17 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 ) = .(73,17  65, 46) =3,86 MVA
- Công suất qua cuộn hạ:
SCH-B1=SCH-B2=SFđm−

SUf
2

−

STD
8,94 2,159

=66 −
=60,99 MVA
2
4
4

- Cơng suất qua cuộn cao:
SCC-B1=SCC-B2=SCH-B1−SCT-B1=60,99−3,86=57,13 MVA
Khi đó phụ tải hệ thống thiếu một lượng công suất là:
Sthiếu=SVHT +SUC– (SCC-B1 + SCC-B2)= 106,971 +72,29−2.57,13=65,001 MVA
Nhận xét: Sthiếu=65,001 MVA < SdtHT=200 MVA nên khi sự cố bộ F3-B3 thì các
máy biến áp B1,B2 cũng không 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: Kqtsc . .SB1dm  S110max  2.SB3
1,4.0,5.160=112 MVA > 73,17−2. 65,46=-57,75 MVA
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 21


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MƠN HỌC NMĐ

=>thỏa mãn điều kiện
Cơng suất tải qua các phía của B2 như sau:
-

Phía trung áp:
SCT-B2=S110max−(SB3+SB4)=73,17−2.65,46=-57,75 MVA

-

Phía hạ áp:
SCH-B2=SFđm−SUf −

-

STD
2,159
=66 – 8,94 −
=56,52 MVA
4
4

Phía cao áp:
SCC-B2=SCH-B2−SCT-B2=56,52−(-57,75)=114,27 MVA

Khi đó phụ tải hệ thống bị thiếu một lượng là:
Sthiếu=SVHT +SUC− SCC-B2=106,971 + 72,29−114,27 =64,991 MVA
Nhận xét: Sthiếu=64,991 MVA < 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.
2.2.Tính tốn tổn thất điện năng
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.Phương án 1(hình 2.1)
Để tính tốn tổn thất điện năng trong các máy biến áp ta dựa vào bảng phân
bố công suất của máy biến áp đã cho ở bảng 2.1
1.Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp B3
Cơng thức tính toán:

 AB3=  P0.T +  PN.

S B2 3
.T
S B2 3dm

Trong đó:
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 22


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

 T:là thời gian làm việc của máy biến áp,T=8760h
 SB3:phụ tải của máy biến thiên theo thời gian và được lấy theo đồ thị phụ

tải hằng ngày.
Ta có B3 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây TPдцH-80(115/10,5) có:
 P0=70 kW ;  PN=310 kW ; SB3=65,46 MVA =hằng số

65, 462
Suy ra:  AB3=0,07.8760+0,31.
.8760=2431,38 MWh
802

2.Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp B4
Tương tự như tính  AB3 , ta có B4 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây loại Tдц80(242/10,5) có  P0=80kW ;  PN=320 kW ; SB4=65,46 MVA
Suy ra:  AB4=0,08.8760+0,32.

65, 462
.8760=2577,64 MWh
802

3.Tổn thất điện áp hằng 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 ba pha hai cuộn dây.Khi đó cuộn nối tiếp cuộn chung và
cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu tương ứng với cuộn cao,cuộn trung và cuộn
hạ của máy biến áp ba dây cuốn.Tổn thất công suất trong các cuộn được tính
như sau:
 PNC=0,5.(  PNC-T +
 PNT=0,5.(  PNC-T +

 PNH=0,5.( PNC T 

PNC  H  PNT  H

)

PNT  H  PNC  H

)

PNC  H  PNT  H

)

2

2

2

Máy biến áp tự ngẫu ba pha loại ATдцTH-160(230/121/11) có  P0=85 kW và
 PNC-T=380kW =>  PNC-H=  PNT-H =

1
PNC-T =190kW
2

Từ đó ta tính được:

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 23

Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

 PNC=0,5.(0,38 +

0,19  0,19
)=0,19 MW
0,52

 PNT=0,5.(0,38 +

0,19  0,19
)=0,19 MW
0,52

 PNH=0,5.(−0,38 +

0,19  0,19
)=0,57 MW
0,52

Từ các kết quả tính ở bảng 2.4 và cơng thức tính ở trên ta có cơng thức tính tổn
thất điện năng của máy biến áp tự ngẫu ba pha được tổ hợp từ ba máy biến áp
một pha như sau:
 AB1=  AB2=  P0.T +

365 24
. (PNC .SiC2 .ti  PNT .SiT2 .ti  PNH .SiH2 .ti )
2

SdmB i 1

=  A1 +  A2
Trong đó:


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 2.5 đã tính ở trên.
 T=8760(h)
  PN;  P0;SđmB là các trị số của máy biến áp tự ngẫu ba pha
+)Thành phần thứ nhất:  A1=  P0.8760=85.8760=744600 kWh =744,6 MWh
+)Thành phần thứ hai:  A2=∑  A2i=∑

365
.(PN C .SiC2  PN T .SiT2  PN  H .SiH2 ).ti
2
SdmB

Dựa vào bảng phân bố cơng suất ta tính được thành phần thứ hai như sau:
t(h)
SB3=SB4
SCC-B1
SCT-B1
SCH-B1
 A2i

0÷4
65,46
48,09

0,19
48,28
100,83

4÷8
65,46
47,62
0,19
47,81
98,88

8÷12
65,46
51,28
-3,46
47,82
102,96

12÷14
65,46
48,09
0,19
48,28
50,42

14÷18
65,46
53,74
0,19
53,93

125,84

18÷20
65,46
56,90
3,86
60,75
77,61

20÷24
65,46
49,92
-1,64
48,28
102,81

=>  A2=100,83+98,88+102,96+50,42+125,84+77,61+102,81=659,35 MWh

GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 24


Svth:Trần Thị Hương

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NMĐ

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:
 AB1,2=2.(  A1+  A2)=2.(744,6 + 659,35)=2807,9 MWh

Như vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp ở phương án I là:
 AI=  AB3+  AB4+  AB1,2=2431,38+2577,64+2807,9=7816,92 MWh

II.Phương án II(hình 2.2)
1.Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp B3 và B4
B3 và B4 là các máy biến áp thuộc loại TPдцH-80(115/10,5) có  P0=70 kW,
 PN=310 kW ,SB3,B4đm=80 MVA.
Ta có:  AB3=  AB4=  P0.T+  PN.

S B23, B 4
S B23, B 4 dm

=0,07.8760+0,31.

.T

65, 462
.8760=2431,38 MWh
802

2. Tổn thất điện áp hằng năm của máy biến áp tự ngẫu B1 và B2
Tương tự phương án I,ta có: Máy biến áp tự ngẫu ba pha B1 và B2 là loại
ATдцTH-160(230/121/11) có  P0=85 kW và  PNC-T=380kW =>  PNC-H=  PNT-H
=

1
PNC-T =190kW.
2

=>  PNC=0,5.(  PNC-T +

 PNT=0,5.(  PNC-T +

 PNH=0,5.( PNC T 

PNC  H  PNT  H



2

PNT  H  PNC  H



2

PNC  H  PNT  H



Ta có:  AB1=  AB2=  P0.T +

2

)=0,5.(0,38 +

)=0,5.(0,38 +

0,19  0,19
)=0,19 MW

0,52

0,19  0,19
)=0,19 MW
0,52

)= 0,5.(−0,38 +

0,19  0,19
)=0,57 MW
0,52

365 24
. (PNC .SiC2 .ti  PNT .SiT2 .ti  PNH .SiH2 .ti )
2
SdmB
i 1

=  A1 +  A2
+)  A1=  P0.8760=85.8760=744600 kWh =744,6 MWh
GVHD:Ths.PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

Page 25