THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1

Header Page 1 of 161.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ
MÁY NHIỆT ĐIỆN 1”

Footer Page 1 of 161.


Header Page 2 of 161.
MỤC LỤC
Lời nói đầu ........................................................................................................ 1
PHẦN 1
CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI CÔNG SUẤT
400MW.
Chọn máy phát điện –tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.1. Chọn máy phát điện ....................................................................... 2
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ........................................ 3
1.2.1. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát .................................. 3
1.2.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp 110 KV ..................................... 4
1.2.3. Tính toán công suất phát của nhà máy .................................... 5
1.2.4. Tính toán phụ tải tự dùng: ....................................................... 6
1.2.5. Tính toán phụ tải phát về hệ thống.......................................... 7
1.2.6. Nhận xét: ................................................................................. 9
Chương 2 Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy
2.1 Phương án 1 .................................................................................. 11
2.2. Phương án 2 ................................................................................. 12
2.3 Phương án 3 .................................................................................. 13
2.4 Phương án 4: ................................................................................. 13
Chương 3 Chọn máy biến áp và tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng cho
các phương án.

3.1 Chọn máy biến áp.......................................................................... 15
3.1.1. Chọn máy biến áp cho phương án 1 ..................................... 17
3.1.2. Chọn máy biến áp cho phương án 2 ..................................... 20
3.2. Phân bố công suất cho các máy biến áp : ..................................... 22
3.2.1. Phương án 1 .......................................................................... 22
3.2.2 Phương án 2 ........................................................................... 23
3.3. Tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng ................................ 24
3.3.1 Phương án 1 ........................................................................... 25
3.3.2. Phương án 2 .......................................................................... 26
3.3.3 Tổng kết tính toán tổn thất điện năng .................................... 27
Chương 4 Tính toán ngắn mạch- chọn máy cắt điện
4.1 Tính toán ngắn mạch ..................................................................... 28
4.1.1. Phương án 1 ......................................................................... 29
1. Chọn điểm ngắn mạch............................................................. 29
2. Sơ đồ thay thế và tính điện kháng cho các phần tử ................ 30
3 .Tính toán ngắn mạch ............................................................... 32
4.1.2 Phương án 2 ........................................................................... 44
1. Chọn điểm ngắn mạch............................................................. 44
2. Sơ đồ thay thế và tính điện kháng cho các phần tử ................ 44
3.Tính toán ngắn mạch : .............................................................. 46
4.2. Chọn máy cắt điện........................................................................ 54
4.2.1 Chọn máy cắt cho phương án 1 .............................................. 55

Footer Page 2 of 161.


Header Page 3 of 161.
1. Tính dòng làm việc cưỡng bức ............................................... 55
2. Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phương án 1 : .................... 57
4.2.2 Chọn máy cắt cho phương án 2 .............................................. 57

1.Tính dòng điện làm việc cưỡng bức ........................................ 57
2. Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phương án 2 ...................... 57
Chương 5
Tính toán kinh tế xác định phương án tối ưu
5.1 Phương pháp tính toán .................................................................. 60
5.2. Phương án 1 ................................................................................. 62
5.2.2. Tính toán kinh tế cho phương án 1 ....................................... 63
1. Tính vốn đầu tư ....................................................................... 63
2. Tính phí tổn vận hành hàng năm............................................ 64
3.Tính chi phí tính toán ............................................................... 64
5.3. Phương án 2 ................................................................................. 64
5.3.1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối ............................................... 64
1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối ................................................ 62
2. Tính phí tổn vận hành hàng năm............................................. 66
3. Tính chi phí tính toán .............................................................. 66
5.4. So sánh các chỉ tiêu kinh tế – lựa chọn phương án tối ưu .......... 64
Chương 6
Chọn khí cụ điện và dây dẫn
6.1. Chọn dao cách ly .......................................................................... 68
6.2. Chọn dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm ........................................... 70
6.2.1. Chọn thanh dẫn cho phía điện áp 220KV ............................. 70
6.2.2. Chọn thanh dẫn , thanh góp 110KV ..................................... 72
1. Chọn dây dẫn nối từ phía trung máy biến áp tự ngẫu đến thanh
góp 110KV .................................................................................. 72
2. Chọn dây dẫn nối từ máy biến áp 2 dây quấn lên thanh góp
110KV và thanh góp 110KV ...................................................... 74
6.3. Chọn thanh dẫn cứng ................................................................... 74
6.4. Chọn khí cụ điện và thanh cáp cho phụ tải địa phương ............... 78
1. Sơ đồ phụ tải địa phương ........................................................ 79
2 . Chọn cáp ................................................................................. 79

3. Chọn kháng điện cho đường dây phụ tải địa phương ............. 81
6.5. Chọn chống sét cho các cấp điện áp ............................................ 84
6.6. Chọn máy biến dòng điện (BI) và máy biến điện áp (BU) .......... 84
6.6.1. Sơ đồ các dụng cụ đo nối vào biến dòng điện và biến điện áp
......................................................................................................... 84
6.6.2. Chọn máy biến dòng ............................................................. 85
Chương 7 Sơ đồ tự dùng
7.1. Chọn khí cụ điện cho cấp điện áp 6KV ....................................... 89
1. Chọn máy biến áp ................................................................... 89
PHẦN 2

Footer Page 3 of 161.


Header Page 4 of 161.
XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CỦA NHÀ
MÁY THEO PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH ĐỘNG
I. Phân tích cơ sở lý thuyết .................................................................. 94
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................ 94
1.2. Phương pháp tính toán ............................................................. 95
II. Tính toán cụ thể ............................................................................ 101
2.1. Xây dựng đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị của toàn nhà
máy ................................................................................................ 101
2.2. Thiết lập bảng phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy ..... 110
2.3. Xác định chế độ vận hành tối ưu của nhà máy ứng với biểu đồ
công ............................................................................................... 111
suất đã cho , xác định chi phí nhiên liệu tổng. .............................. 111
2.4. So sánh chi phí nhiên liệu xác định được theo chế độ vận hành
tối ưu và chế độ phân bố đều công suất. ....................................... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 115

Footer Page 4 of 161.


Header Page Đồ
5 ofán161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng không thể thiếu được của đời sống xã
hội ngày nay , điện đến từng nhà, từng cơ quan, từng xí nghiệp, từ thành phố
đến nông thôn, từ đồng bằng đến vùng sâu vùng xa.
Có thể nói điện năng luôn sát cánh cùng với công nghiệp hoá hiện đại
hoá đất nước, bảo vệ tổ quốc.
Giữ một vai trò quan trọng như vậy nên nghành điện cần phải được sự
quan tâm ưu đãi, đầu tư của nhà nước : Đó là đầu tư về chất xám, đầu tư về tài
chính đầu tư về nhân lực …v.v.
Hiểu rõ thực trạng như vậy, chúng em những sinh viên nghành Hệ
Thống Điện đã và đang tích luỹ những kiến thức cơ bản trong quá trình học
tập tại nhà trường, đấy chính là nền tảng là cơ sở để làm việc, công tác khi trở
thành kĩ sư sau này.
Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng mà sinh viên
cần phải hoàn thành tốt, nó giúp sinh viên cũng cố lại những kiến thức đã học.
Với đề tài : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện , bản đồ án của em
đã được hoàn thành đúng thời hạn và khối lượng .

Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng đã cố gắng tham khảo nhiều
tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học nhưng do nhiều điều kiện khác
nhau mà bản đồ án của em chắc chắn còn gặp những sai sót. Nên em rất mong
được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em được đầy đủ hơn.
Em xin chân thành thầy giáo Lã Văn Út, cùng các thầy cô giáo trong bộ
môn Hệ Thống Điện đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án vừa
qua.

Sinh viên
Nguyễn Trí Hiệu

Footer Page 5 Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

1


Header Page Đồ
6 ofán161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

PHẦN 1:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI
CÔNG SUẤT 400MW.
Chương1:
CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN –TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.
Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sự
cân bằng công suất giữa lượng điện năng phát ra với lượng điện năng tiêu thụ
và lượng điện năng tổn thất .
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay
đổi . Vì vậy phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên sơ đồ phụ tải để
từ đó lựa chọn phương thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lý để đảm bảo các
chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật .

1.1. Chọn máy phát điện
Máy phát điện là thiết bị quan trọng nhất của nhà máy điện.
Khi lựa chọn máy phát điên cần chú các điểm sau :
- Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư tiêu hao nhiên liệu
để sản xuất ra một đơn vị điên năng và phí tổn vận hành hằng năm càng bé.
- Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau nên chọn
các máy phát cùng loại.
- Chọn điện áp định mức của máy phát thì dòng điện định mức và dòng
điện ngắn mạch ở cấp này sẽ bé do đó dễ chọn được khí cụ điện hơn.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi công suất
400MW, gồm 4 tổ máy 100MW.Ta chọn các máy phát cùng loại :
TBΦ-100-2.
Các thông số kĩ thuật :

Footer Page 6 Sinh
of 161.

viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

2


Header Page Đồ
7 ofán161.
tốt nhgiệp
Sdm
(MVA)
117,5

P
(MW)
100

:
N
(v/p)
3000

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

U
(KV)
10,5

Cosϕ
0,85

I
(KA)
6,475

Xd”

Xd’

Xd

0,183

0,263

1,79

1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Nhà máy có 4 cấp phụ tải : Phụ tải phía hệ thống , phụ tải phía trung ,
phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng.
Việc cân bằng công suất được thực hiện theo công suất biểu kiến .
Công suất biểu kiến được tính từ công suất bởi các công thức :

P(t) =

P%(t)
.Pmax

100

(1-1)

S(t) =

P(t)
cosϕ

(1-2)

Trong đó :
− S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
− P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
− Cosϕ : Là hệ số công suất của phụ tải.
1.2.1. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát
Phụ tải cấp này có : Pmax = 24MW , cosϕ =0,85
Bao gồm các đường dây :
3kép x 4MW x 4km , 4đơn x 3MW x 3km , P% cho trong bảng
Tính toán theo công thức (1-1) và (1-2) tacó:
Thời gian từ 0-6(h) :P%=50%
Theo công thức (1-1) :
P(t) =

P%(t)
.Pmax = 0,5 . 24 =12 (MW)
100

Theo (1-2):

Footer Page 7 Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

3


Header Page Đồ
8 ofán161.
tốt nhgiệp

S(t) =

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

P(t) 12
=
= 14,12
cosϕ 0,85

Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng tổng
kết:
Thời gian
PUF%

PUF(MW)
SUF(MVA)

0-6
50
12
14,12

6-10
80
19,2
22,59

10-14
100
24
28,24

14-18
85
20,4
24

18-24
70
16,8
19,76

Đồ thị quan hệ:

SUF(MVA)
30
25
20
15
10
5
6

8

14

16

24

t(h)

1.2.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp 110 KV
Phụ tải phía trung có: Pmax = 250MW , cosϕ = 0,8
Phụ tải bao gồm các đường dây 2kép+ 3đơn , và P% cho trong bảng
Tính theo (1-1) và (1-2) có bảng :
Thời gian
P%
PT(MW)
ST(MVA)

0-4
70

175
218,75

Footer Page 8 Sinh
of 161.
viên thực hiện

4-10
80
200
250

:

10-14
90
225
281,25

14-18
100
250
312,5

18-24
70
175
218,75

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

4


Header Page Đồ
9 ofán161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Đồ thị quan hệ :

ST(MVA)
300
250
200
150
100
50
4

10

14

18

24

t(h)

1.2.3. Tính toán công suất phát của nhà máy
Nhà máy có Pmax =400 MW , cosϕ =0,85
Tính toán theo (1-1) , (1-2) có bảng:
Thời gian
P%
PNM(MW)
SNM(MVA)

0-8
70
280
329,41

8-12
85
340
400

12-14
100
400
470,59

14-20
90
360
423,53

20-24
80
320
376,47

Đồ thị quan hệ:

500

SNM (MVA)

400
300
200
100

Footer Page 9 Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

8

12 14

20

24 t(h)

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

5


Header Page Đồ
10 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1.2.4. Tính toán phụ tải tự dùng:
Với nhà máy nhiệt điện thì điện năng tự dùng rất quan trong. Đó là điện
năng dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm
nước tuần hoàn …v.v.
Điện năng tự dùng chiếm khoảng từ (5-8)% tổng điện năng phát ra của
toàn nhà máy .
Điện năng tự dùng được tính theo công thức :
Std = α . SNM (0,4 + 0,6.

S NM (t)
) (MVA) (1-3)
S NM

Trong đó:
α : Là phần lượng điện năng sản xuất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu

cầu thiết kế lấy α = 8%.
SNM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy.
SNM(t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t.
SNM =

PNMmax
cosϕ NM

=

400
=470,59(MVA)
0,85

Tính toán theo (1-3):
Trong khoảng thời gian từ 0-8(h)

329,41
) = 30,87(MVA)
470,59
Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng:
STD= 0,08. 470,59 (0,4 + 0,6.

Thời gian
STD(t)

0-8
30,87

8-12
34,26

12-14
37,65

14-20
35,39

20-24
33,13

Đồ thị quan hệ:

Footer Page 10Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

6


Header Page Đồ
11 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

STD(MVA)
37
35
33
31
8

12 14

20

24

t(h)

1.2.5. Tính toán phụ tải phát về hệ thống
Nhà máy phải đảm cân bằng công suất nghĩa là:
SHT = SNM(t) – ST(t) –SUF(t) –STD(t) (1-3)
Trong đó :
SNM(t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điêm t.
SHT(t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
ST(t) : Là công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t.
STD(t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t
Tính toán theo công thức (1-3) ta có bảng kết quả tính toán như sau:
t(h)
0-4

4-6
6-8
SNM(t) 329,41 329,41 329,41
ST(t) 218,75
250
250
SUF(t) 14,12 14,12 22,59
STD(t) 30,87 30,87 30,87

Footer Page 11Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

8-10
400
250
22,59
34,26

10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
400
470,59 423,53 423,53 376,47
281,25 281,25 312,5 218,75 218,75
28,24 28,24
24
19,76 19,76
34,26 37,765 35,39 35,39 33,13

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

7


Header Page Đồ
12 of
án 161.
tốt nhgiệp
SHT(t)

65,67

:

34,42

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

25,95

93,15

56,25

123,45

51,64

149,63 104,83

Đồ thị quan hệ:

SHT(MVA)
160
140
120
100
80
60
40
20
4 6 8 10 12 14

18 20

24

t(h)

• Biểu đồ công suất toàn nhà máy:

S(MVA)
500
450
400

SNM

350

300

SUF+STD+ST

250
200
150
100
Footer Page 12Sinh
of 161.
viên thực hiện
50

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP
- K41
SUFHTĐ
+STD

SUF

8


Header Page Đồ
13 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1.2.6. Nhận xét:
- Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải.
- Phụ tải phía trung là lớn nhất và quan trong nên ưu tiên cung cấp đủ
điên năng cho bên trung rồi mới đưa vào hệ thống.
- Phụ tải địa phương lớn nhất P = 24 (MW) còn nhỏ hơn 30% công
suất của một tổ máy là P = 30%.100 = 30 (MW) nên phụ tải địa
phương có thể được cung cấp điện bằng cách lấy rẽ nhánh từ đầu
cực máy phát.
- Hai cấp điện áp cao và trung đều là mạng trung tính trực tiếp nối đất
nên có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc.

Footer Page 13Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

9


Header Page Đồ
14 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Chương 2
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong
quá trình thiết kế nhà máy điện . Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết
kế , nắm vững các số liệu ban đầu , dựa bảng cân bằng công suất và các nhận
xét để tiến hành vạch các phương án nối dây có thể .
Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ
tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện
áp , về số lượng dung lượng các máy biến áp , về số lượng máy phát nối vào
thanh góp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp .
Sơ đồ nối diện giữa các cấp điện áp cần thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật
sau:
- Số lượng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả mãn
điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì các
máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy
phát và phụ tải điện áp trung ( trừ phần phụ tải do các nguồn khác nối
vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được).
- Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn
dự trữ quay của hệ thống.
- Chỉ được ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai dây quấn vào
thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của
bộ này ,có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu bộ
này không phát hết công suất hoặc công chuyển qua hai lần biến sẽ
làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp hai cuộn dây. Đối với
máy biến áp tự ngẫu thì không cần dùng điều kiện này.

- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ , để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ
nhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp ,nhưng công suất lấy rẽ nhánh
không được vượt quá 15% công suất của bộ.

Footer Page 14Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

10


Header Page Đồ
15 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tự
ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị
phân phối sẽ phức tạp hơn.
- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì
phải đặt ít nhất hai máy biến áp.
Sau khi đã chọn được một số phương án , cần phân tích sơ bộ các

phương án về mặt kĩ thuât và kinh tế để loại trừ một số phương án rõ ràng bất
hợp lý và chỉ giữ lại các phương án hợp lý.
Qua các nguyên tắc trên ta đưa ra các phương án nối điện như sau:

2.1 Phương án 1
Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2
máy biến áp tự ngẫu. Một bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây được nối
vào thanh góp trung áp và một bộ được nối vào thanh góp cao áp.
*Sơ đồ:

HT
110KV

220KV

B3

B2

B1

F1

F2

B4

F3

F4

Nhận xét:

Footer Page 15Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

11


Header Page Đồ
16 of
án 161.
tốt nhgiệp
Ưu điểm
các

:

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Sơ đồ đơn giản , dòng ngắn mạch nhỏ hơn nên chọn được
thiết bị dễ dàng.

Nhược điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp nên vốn đầu tư tăng.
Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn.

2.2. Phương án 2
Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc , 2 bộ máyphátmáybiến áp ghép vào thanh cái trung áp.
* Sơ đồ :

HT
110KV

220KV

B1

B2

F1

Nhận xét:
Ưu điểm

B3

F2

F3

B4

F4

: Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu

tư giảm , đảm bảo tin cậy.
Nhược điểm: Số lượng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công
suất thừa bên trung truyền vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp
làm tăng tổn thất công suất.

Footer Page 16Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

12


Header Page Đồ
17 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

2.3 Phương án 3
Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp.

Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây.
Phía trung được cung cấp bởi 2 máy biến áp liên lạc.
* Sơ đồ:

HT
110KV

220KV

B3

B2

B1

F1

F2

B4

F3

F4

Nhận xét:
Ưu điểm : Sơ đồ nối dây đơn giản, ít chủng loại máy biến áp .
Nhược điểm : Có bốn bộ nối vào thanh góp cao áp nên dòng ngắn mạch
ởphía cao lớn, vốn đầu tư lớn hơn 2 phương án 1,2 .Khi một
máy biến áp tự ngẫu sự cố thì máy còn lại làm việc nặng nề.

2.4 Phương án 4:
Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu .
Phía trung được cung cấp bởi cuộn trung của máy biến áp liên lạc.

Footer Page 17Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

13


Header Page Đồ
18 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

* Sơ đồ:

HT
220KV

110KV

B1

F1

B2

F3

F2

F4

Nhận xét :
Ưu điểm

: Sơ đồ đơn giản ít chủng loại máy biến áp nhất ,vốn đầu tư nhỏ

hơn so với các phương án đã vạch ra.
Nhược điểm : Độ tin cậy cung cấp điện không cao , khi một máy biến áp sự
cố thì nhà máy mất một nửa công suất phát, dòng ngắn mạch
lớn hơn.
Kết luận :

Footer Page 18Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

14


Header Page Đồ
19 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Từ các nhận xét ở các phương án về cả vấn đề kinh tế và kĩ thuật ta
thấy phương án 1 và phương án 2 là hợp lý hơn cả nên giữ lại để so sánh về
mặt kinh tế để đưa ra phương án tối ưu nhất.

Chương 3
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT
CÔNG SUẤT , TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO
CÁC PHƯƠNG ÁN.
3.1 Chọn máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện , tổng công
suất các máy biến áp rất lớn bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy
phát điện . Vì vậy vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều . Người ta mong
muốn chọn số lượng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn
cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ .
Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số

lượng công suất định mức và hệ số biến áp.
Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máy
biến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi
trường làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó .
Người ta quy định thời gian làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thời
gian già hoá tiêu chuẩn . Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp
được xác định bởi quá trình già hoá cách điện cuộn dây, nói khác đi nó phụ
thuộc vào nhiệt độ cuộn dây .
Đối với giấy cách điện tẩm dầu thời gian làm việc định mức được đảm
bảo khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi và bằng 980C .Bởi vậy máy biến

Footer Page 19Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

15


Header Page Đồ
20 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

áp có thời gian làm việc định mức ứng vời trường hợp nhiệt độ cao nhất của
cuộn dây không thay đổi và bằng 980C.
Trong điều kiện như vậy cách điện của máy biến áp chịu sự hao mòn
định mức .
Độ tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt độ không khí
xung quanh phụ thuộc vào công suất phụ tải.
Công suất định mức của máy biến áp được quyết định phù hợp với độ
tăng nhiệt độ định mức cuộn dây so với nhiệt độ không khí . Mặt khác khi
chọn công suất định mức của máy biến áp còn phải tính đến khả năng quá tải
của chúng : quá tải thường xuyên và quá tải sự cố.
Quá tải thường xuyên của máy biến áp là một phần thời gian làm việc
phụ tải của máy biến áp vượt quá công suất định mức của chúng , phần thời
gian còn lại của chu kì khảo sát (ngày , năm ) phụ tải của máy biến áp thấp
hơn công suất định mức của chúng .
Quá tải sự cố là sự cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện
sự cố mà không gây hư hỏng chúng .
Máy biến áp được chọn phải đảm khả năng tải hết công suất phát từ nhà
máy , đồng thời khi một máy một máy biến áp ngừng làm việc thì các máy
biến áp còn lại vẫn phải cung cấp đủ công suất cần thiết cho phụ tải .
Để chọn máy biến áp cho các phương án ta dựa vào sơ đồ nối dây đã
thiết kế ở chương 2 để biết được số lượng và cách mắc các máy biến áp , từ
đó tiến hành chọn chủng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy
biến áp .

• Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ MF- MBA thì công suất
được chọn theo công thức sau:
S dmB ≥ S dmF
Trong đó :
SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp .

SdmF : Là công suất định mức của máy phát .

• Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức được chọn theo biểu thức:

Footer Page 20Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

16


Header Page Đồ
21 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1
S dmB ≥ S dmF
α
α: Là hệ số có lợi của máy biến áp
α=

U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
UC
220

Ở đây khi chọn máy biến áp cho các phương án ta giả thiết rằng các
máy biến áp đã được chế tạo tại nơi lắp đặt nên không hiệu chỉnh lại công
suất định mức của nó theo nhiệt độ nữa .
Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tra
lại khả năng tải của máy biến áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãn
hay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức của
máy biến áp.
3.1.1. Chọn máy biến áp cho phương án 1

HT
110KV

220KV

B3

B2

B1

F1

F2

B4

F3

F4

• Chọn máy biến áp B1

Footer Page 21Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

17


Header Page Đồ
22 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

100
= 117,65 (MVA)

0,85
Chọn máy biến áp loại : ТДЦ-125
S dmB ≥ S dmF =

Theo điều kiện :

Có các thông số kĩ thuật:
SdmB
(MVA)
125

Điện áp (KV)
UC
UH
242
10,5

ΔP0
(KW)
115

ΔPN
(KW)
380

UN%

I0%

11

0,5

Giá
103R
162

• Chọn máy biến áp B4

S dmB ≥ S dmF = 117,65 (MVA)

Theo điều kiện :

Chọn máy biến áp loại : ТДЦ-125
Có các thông số kĩ thuật :
SdmB
(MVA)
125

Điện áp (KV)
UC
UH
121
10,5

ΔPN
(KW)
400

ΔP0

(KW)
100

UN%

I0%

10,5

0,5

Giá
103R
128

• Chọn máy biến áp tự ngẫu B2,B3

1
S dmB ≥ S dmF = 0,5.117,65 = 235,3 (MVA)
α
Chọn máy biến áp loại : АТДЦТΗ-250

Chọn theo điều kiện:

Có các thông số kĩ thuật :
S dmB
(MVA)
250

Điện áp (KV)

UC UT UH

ΔP0

ΔPC-

230 121

120

520

11

UN%

T
N

11

32

20

I0%

Giá
103R

0,5

268

* Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố :

Xét sự cố nguy hiểm nhất : Lúc phụ tải trung lớn nhất xảy ra sự cố
hỏng một máy biến áp .
Trong tình trạng đó thì các máy biến áp còn lại phải thoả mãn :
• Cuộn cao và cuộn chung của máy biến áp liên lạc không bị qúa tải .

Footer Page 22Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

18


Header Page Đồ
23 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Cuộn cao không cần kiểm tra quá tải vì phía cao đã có hệ thống với
lượng dự trữ rất lớn cung cấp cho phụ tải điện áp cao nên cuộn cao không bao
giờ bị qúa tải.
Do vậy ta chỉ cần kiểm tra quá tải cho cuộn chung .
-Xét khi hỏng một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung áp.
Khi đó công suất lớn nhất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :
1
1 250
S ch = S Tmax = ⋅
= 156,25 (MVA)
2
2 0,8

Cuộn chung có công suất định mức là :
S dmch = α.SdmTN = 0,5 . 250 = 125 (MVA)

Như vậy cuộn chung bị quá tải với hệ số quá tải là :
k qtsc =

S ch 156,25
=
= 1,25
S dmch
125

kqtsc = 1,25 < 1,4 : Tức nằm trong giới hạn quá tải sự cố cho phép.
Vậy với kqtsc = 1,25 thì hai máy biến áp liên lạc vẫn đảm bảo cung cấp
đủ cho phụ tải bên trung max khi sự cố máy biến áp hai dây quấn bên điện áp
trung.

- Xét khi hỏng một máy biến áp liên lạc :
Công suất lớn nhất truyền qua cuộn chung lúc này là:
S ch = S Tmax − S BT =

250
1
− ( 117,65 − 0,08 . 470,59 ) = 204,26 (MVA)
0,8
4

Như vậy cuộn chung bị quá tải với hệ số quá tải là :
k qtsc =

S ch
204,26
=
= 1,63 > 1,4
S dmch
125

Máy biến áp đã chọn không thoả mãn nên ta chọn lại như sau:
Chọn máy biến áp loại : АТДТН-360
Có các thống số kĩ thuật khác :

Footer Page 23Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

19


Header Page Đồ
24 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

Điện áp (KV)

SdmB
(MVA)

UC

UT

UH

360

230

121

11

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

ΔPN (KW)
C-T
C-H T-H

ΔP0
481

900

500

650

C-T

UN%
C-H

T-H

10

32

22

I0%

Giá
103R

2

222

Ta chỉ kiểm tra lại điều kiện khi sự cố một máy biến áp liên lạc
Khi đó hệ số quá tải là : k qtsc =

S ch
204,26
=
= 1,13
S dmTN 0,5.360

Thoả mãn nằm trong giới hạn quá tải sự cố cho phép .
• Công suất bên cao không được nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống :
Ta thấy công suất phát về hệ thông lớn nhất lúc bình thường là:
SHT = 149,63 (MVA) cố SdtHT = 0,12.2500 = 300 (MVA) , nên lượng
công suất phát về hệ thống thiếu so với lúc bình thường chắc chắn nhỏ hơn dự
trữ quay của hệ thống . Nên điều kiện này luôn thoả mãn không cần kiểm tra.
3.1.2. Chọn máy biến áp cho phương án 2

HT
220KV

B1

110KV

B2

F1

B3

F2

F3

B4

F4

• Chọn máy biến áp hai dây quấn B3 , B4

Footer Page 24Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

20


Header Page Đồ

25 of
án 161.
tốt nhgiệp

:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Theo điều kiện : S dmB ≥ S dmF = 117,65
Chọn B3 , B4 loại : ТДД-125
Có các thông số kĩ thuật:
Sđm
(MVA)
125

Điện áp (KV)
UC
UH

ΔP0

ΔPN

UN%

I0%

Giá
(103R)

121

100

400

10,5

0,5

128

10,5

• Chọn máy biến áp liên lạc B1 , B2
1
117,65
Theo điều kiện : S dmB = S dmF =
= 235,3 (MVA)
α
0,5

Có các thông số kĩ thuật :
S dmB
(MVA)
250

Điện áp (KV)
UC UT UH

ΔP0

ΔPCT
N

UC

230 121

120

520

11

11

UN%
UT UH
32

20

I0%
Giá
0,5

103R
268

* Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp :

Tương tự như phương án ta cũng chỉ kiểm tra quá tải cho máy biến áp
tự ngẫu .
- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung:
Với phụ tải trung lớn nhất thì công suất truyền qua cuộn chung máy
biến áp tự ngẫu là :

S
1
1⎛
⎞
S ch = ( S Tmax − ∑ S BT ) = ⎜ S Tmax − ( S dmF − TDmax ) ⎟
4 ⎠
2
2⎝
1 ⎛ 250
1
⎞
= ⎜
− (117,65 − 0,08. 470,59) ⎟
2 ⎝ 0,8
4
⎠
S ch = 102,13 (MVA)

Footer Page 25Sinh
of 161.
viên thực hiện

:

Nguyễn Trí Hiệu – LỚP HTĐ - K41

21