Đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Mục Lục.

Chơng I. Tính toán phụ tải v cân bằng công suất ..............................4
I.1.Chọn máy phát điện. ............................................................4
I.2.Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp. ...................................4
I.3.Cân bằng công suất ton nh máy .....................................8
I.4.Các nhận xét. ........................................................................9
Chơng II. Nêu các phơng án v chọn MBA. ....................................10
II.1.Nêu các phơng án............................................................10
II.2.Chọn máy biến áp cho các phơng án.............................13
II.3.Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp. ...................18
Chơng III.So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng án tối u.......20
III.1.Chọn sơ bộ các khí cụ điện. ................................................
III.2.Chọn sơ đồ thanh góp các cấp điện áp máy phát ........28
III.3.So sánh kinh tế-kỹ thuật chọn phơng án tối u. .........31
Chơng IV.Tính toán dòng ngắn mạch. ...............................................37
IV.1.Chọn dạng v điểm ngắn mạch. .....................................37
IV.2.Xác định dòng điện ngắn mạch v xung lợng nhiệt. ...38
Chơng V.Chọn khí cụ điện v dây dẫn. ............................................48
V.1.Chọn máy cắt điện. ...........................................................48
V.2.Chọn dao cách ly. ..............................................................49
V.3.Chọn thanh dẫn thanh góp...............................................49
V.4.Chọn kháng điện v cáp cho phụ tải địa phơng. ..........53
V.5.Chọn máy biến áp đo lờng v máy biến dòng. ..............57
Chơng VI.Sơ đồ tự dùng v chọn thiết bị tự dùng. .............................61
VI.1.Sơ đồ nối điện tự dùng.....................................................61
VI.2.Chọn máy biến áp tự dùng..............................................61
VI.3.Chọn khí cụ điện tự dùng................................................62

2


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Lời nói đầu.

*

*

*

Đất nớc ta đang bớc vo thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá,
ngnh điện giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế
quốc dân. Trong cuộc sống điện rất cần cho sinh hoạt v phục vụ sản xuất.
Với sự phát triển của xã hội do vậy đòi hỏi phải có thêm nhiều nh máy
điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế v sau khi học xong chơng trình của ngnh phát
dẫn điện em đợc nh trờng v bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ
thiết kế gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nh máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy, công suất
mỗi tổ l 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10 kV v phát vo hệ
thống 110 kV.
Sau thời gian lm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, đợc sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt l sự
giúp đỡ v hớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn hữu Khái
đến nay em đã hon thnh bản đồ án. Vì thời gian có hạn, với kiến thức
còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh những thiếu sót. Vì vậy em
rất mong nhận đợc sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo v các bạn đông

nghiệp để đồ án của em ngy cng hon thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn cùng ton thể thầy cô giáo trong
bộ môn lời cảm ơn chân thnh nhất!

Sinh viên:

3


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Chơng I.
Tính toán phụ tải v cân bằng công suất

Tại mổi thời điểm điện năng do nh máy phát ra phải cân bằng với
điện năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải.Trong thực tế
điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc tìm đợc
đồ thị phụ tải l rất quan trọng đối với việc thiết kế v vận hnh.
Dựa vo đồ thị phụ tải ta có thể chọn đợc phơng án nối điện hợp lý,
đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng
công suất của các máy biến áp (MBA) v phân bố tối u công suất giữa các
tổ máy với nhau v giữa các nh máy điện với nhau.

I.1. Chọn máy phát điện.
Theo yêu cầu thiết kế nh máy có tổng công suất 3ì60 MW = 180
MW. Do đã biết số lợng v công suất của từng tổ máy ta chỉ cần chú ý
một số điểm sau :
+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức ,
dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp sẽ nhỏ v do đó yêu cầu với các loại khí
cụ điện sẽ giảm thấp.

+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hnh nên chọn các
máy phát điện cùng loại. Từ đó ta tra trong sổ tay đợc loại máy phát sau:
Chọn 3 máy phát điện kiểu TB-60-2 có các thông số nh bảng 1-1
sau:
Bảng 1-1
U
I
Ký
S
P
Điện kháng tơng đối
cos
hiệu MVA MW
KV
KA
X
X
X
Xd

TB60-2

75

60

0,8

10,5

4,125

0,146

Xd

0,22

Xd

1,691

I.2. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.
Để đảm bảo vận hnh an ton , tại mỗi thời điểm điện năng do các
nh máy phát điện phát ra phải hon ton cân bằng với lợng điện năng
tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng.
Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn
thay đổi. Việc nắm đợc quy luật biến đổi ny tức l tìm đợc đồ thị phụ
tải l điều rất quan trọng đối với việc thiết kế v vận hnh. Nhờ vo công
cụ l đồ thị phụ tải m ta có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp
4


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế v kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện. Ngoi ra dựa vo đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất
các máy biến áp v phân bố tối u
công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nh máy v phân
bố công suất giữa các nh máy điện với nhau.

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nh máy v đồ thị
phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác
dụng Pmax v hệ số costb của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc
phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau :

St =

Pt
Cos TB

với : Pt =

p%.Pmax
.
100

Trong đó: S(t) l công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t
(MVA).
cosTB l hệ số công suất trung bình của từng phụ tải.
P%:Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm
công suất cực đại.
Pmax : Công suất của phụ tải cực đại tính bằng, MW.
I.2.1. Đồ thị phụ tải ton nh máy.
Nh máy gồm 3 tổ máy có: PGđm = 60 MW, cosđm = 0,8 do đó

Sdm =

PGdm
60
=

= 75MVA.
cosdm 0,8

Tổng công suất đặt của ton nh máy l:
PNMđm = 3ìPGđm = 3 ì 60 = 180 MW SNMđm = 225 MW.
Từ đồ thị phụ tải nh máy v công thức:
St =

Pt
Cos TB

với : P t =

p %. Pmax
.
100

Ta tính đợc đồ thị phụ tải của nh máy theo thời gian .Kết quả ghi
trong bảng 1-2 v đồ thị phụ tải nh máy hình 1-1.
Bảng 1-2
T(giờ)
P%
PNM(t) MVA
SNM(t) MVA

0-7
70
126
157,5

7-12
90
162
202,5

5

12-14
80
144
180

14-18
100
180
225

18-24
70
126
157,5


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Hình 1-1:Đồ thị phụ tải ton nh máy.
I.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng ton nh máy:
Tự dùng max của ton nh máy bằng 6% công suất định mức của nh
máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau:

Std (t) = Stdmax(0,4 + 0,6ì
Với Stdmax = .SNM =

S(t)
).
Sdm

6 180
.
= 12,7 MW
100 0,85

Trong đó :
Std(t): Phụ tải tự dùng nh máy tại thời điểm t.
Sđm: Công suất định mức của nh máy MVA.
S(t): Phụ tải tổn tại thời điểm t theo bảng 1-2.
Từ đồ thị phụ tải nh máy (phần 1) v công thức trên ta có
phụ tải tự dùng nh máy theo thời gian nh bảng 1-3 v đồ thị phụ tải
hình 1-2.
Bảng 1-3
T(h)
S(t) MVA

0-7
157,5

7-12
202,5

12-14

180

14-18
225

18-24
157,5

Std (t) MVA

10,41

11,94

11,18

12,7

10,41

6


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng ton nh máy.
I.2.3. Phụ tải địa phơng:
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho Pmax = 45 MW, cos = 0,85 với công thức
Pdp (t )
Pdp %.Pdp max

.
với: Pdp (t ) =
sau: S dp (t ) =
Cos TB
100
Ta có kết quả cho ở bảng 1-4 v đồ thị phụ tải hình 1-3.
Bảng 1-4
T(h)
Pđp%
Pđp(t)MW
Sđp(t)MVA

0-7
60
27
31,76

7-12
100
45
52,94

12-14
90
40,5
47,6

7

14-18

80
36
42,35

18-24
60
27
31,76


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phơng.

I.3. Cân bằng công suất ton nh máy v xác định công suất
phát vo hệ thống .
Phơng trình cân bằng công suất ton nh máy:
SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t). (ở đây ST(t) = 0)
Ta bỏ qua tổn thất S(t) trong máy biến áp.
SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t)].
Từ đó ta lập đợc kết quả tính toán phụ tải v cân bằng công suất
ton nh máy nh bảng 1-6 v đồ thị phụ tải hình 1-5.
Bảng 1-6
MVA t(h)
SNM(t) MVA
Sdp(t) MVA
Std(t) MVA
SHT(t) MVA

0-7

157,5
31,76
10,41
115,33

7-12
202,5
52,94
11,94
137,62

8

12-14
180
47,6
11,18
121,22

14-18
225
42,35
12,7
169,95

18-24
157,5
31,76
10,41
115,33

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống.

I.4. Các nhận xét.
I.4.1. Tình trạng phụ tải ở các cấp điện áp.
Công suất thừa của nh máy luôn lớn hơn công suất của một tổ máy
tại mọi thời điểm, ta có thể cho một tổ máy luôn vạn hnh với công suất
định mức v phát công suất về hệ thống.
Phụ tải ở cấp điện áp máy phát lớn hơn 30% công suất của một tổ
máy nên phải sử dụng thanh góp điện áp máy phát.
Ta thấy phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp. ở cấp điện áp
máy phát phụ tải Pmax= 45 MW, nhỏ so với công suất một máy phát P = 60
MW v ton nh máy thiết kế.
Phụ tải cấp điện áp trung không có.
I.4.2. Dự trữ của hệ thống.
Ta có dự trữ của hệ thống S = 105 MVA, lớn hơn so với công suất một
máy phát. Công suất của hệ thông cũng tơng đối lớn SHT= 1200 MVA.
I.4.3. Điện áp.
Nh máy thiết kế chỉ có hai cấp điện áp l:
Cấp điện áp máy phát Uđm= 10 KV.
Cấp điện áp cao có Uđm= 110 KV.
Không có cấp điện áp trung.

9


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Chơng II.
Nêu các phơng án v chọn MBA.

II.1. Nêu các phơng án.
Chọn sơ đồ nối điện chính l một trong những nhiệm vụ hết sức quan
trọng trong thiết kế nh máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem
lại những lợi ích kinh tế lớn lao m còn phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ
thuật .
Cơ sở để để xác định các phơng án có thể l số lợng v công suất
máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới v phụ tải tơng ứng ,
trình tự xây dựng nh máy điện v lới điện ...
Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung
sau :
Nguyên tắc 1
Có hay không có thanh góp điện áp máy phát
Nếu SuFmax nhỏ v không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng thì
không cần thanh góp điện áp máy phát .

SuFmax 30% Sđm 1F

Nguyên tắc 2
Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lợng máy phát nối vo
thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì
những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng v tự dùng.
Nguyên tắc 3
Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất v hệ số có lợi
0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu lm liên lạc giữa các cấp.
Nguyên tắc 4
Sử dụng số lợng bộ máy phát

máy biến áp hai cuộn dây hai phía

cao v trung sao cho tơng ứng với công suất cực đại cấp đó
10


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Nguyên tắc 5
Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhng phải
đảm bảo Sbộ Sdự phòng ht .
Theo nhiệm vụ thiết kế nh máy có 3 tổ máy phát, công suất định mức
của mỗi tổ máy l 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở hai cấp
điện áp sau:
Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10 kV có:
Sđp max = 52,94 MVA;

Sđp min = 31,76 MVA

Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 110 kV ( về hệ thống ) có:
S110 max = 169,95 MVA;

S110 min = 115,33 MVA

Công suất dự phòng của hệ thống Sdp= 105 MVA.Vậy ta không thể
ghép chung hai máy phát với một máy biến áp vì
Sbộ = 2.75 = 150 MVA > Sdp ht = 105 MVA
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phơng án nh
sau:

Phơng án I:
Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phơng án 1.
S
110k

B

B1
Sđ

T

TD

T

TD

G1

G

G3

S
110kv

B1

B1

B

B

Sđ

Phơng án II:

TD

11
G

TD

T

T

G1

G2

G3


§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ NM§N§.

H×nh 2-2: S¬ ®å nèi ®iÖn ph−¬ng ¸n II.

12


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Phơng án III:
Hình 2-3: Sơ đồ nối điện
phơng án III.

S
110kv

B1

B1

B

Sđ

TD

T

T

TD

G

G1

G2

G3

II.2.Chọn máy biến áp cho các phơng án.
II.1.1. Chọn công suất máy biến áp.
Máy biến áp l một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện . Tổng
công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện
. Chọn mba trong nh máy điện l loại , số lợng , công suất định mức v
hệ số biến áp . MBA đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an ton trong điều
kiện bình thờng v khi xảy ra sự cố nặng nề nhất
Nguyên tắc chung để chọn mba l trớc tiên chọn SđmB công suất cực
đại có thể qua biến áp trong điều kiện lm việc bình thờng , sau đó kiểm
tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của mba . Xác định công suất
thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần lợt chọn
mba cho từng phơng án
Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ
môi trờng nơi lắp đặt nh máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công
suất định mức của chúng.
Phơng án I:
Máy biến áp B1 v B2 :
Máy biến áp liên lạc B1, B2 đợc chọn l máy biến áp điều áp dới tải
với điều kiện:
SđmB = 1/2 Sth.
Với:

Sth l công suất còn lại đa lên hệ thống.

13


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

S th =

max
SdmF (Sngay
UF min + S TD ) = 3ì75 - (42,17 +12,7) = 170,13 MVA.

TGF

SđmB = 170,13/2 =85,065 MVA.
Vậy ta có thể chọn loại máy biến áp TPH 125/10,5 có các thông số
nh bảng 2-2 sau:
Bảng 2-1
Sđm
UCđm
UHđm
UN%
IO%
Giá
PO
PN
MVA

(Kv)

(Kv)

125

115

10,5

(Kw)
100

(Kw)
400

10,5

0,55

Phơng án II:
Máy biến áp bộ.
Đợc chọn theo công suất phát của máy phát SđmB1 SGđm = 75 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông
số ở bảng 2-1 sau:
Loại T80/11
Bảng 2-2
Sđm
UCđm
UHđm
U
%

I
%
Giá
PO
PN
N
O
MVA

(Kv)

(Kv)

80

115

11

(Kw)
82

(Kw)
390

10,5

0,6

Máy biến áp liên lạc:

Đợc chọn l loại máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải có công suất
định mức đợc chọn theo công thức dới đây:
S dmB2,B3 =

1

(

)

1
1
max
S th = S dmF S UF min S TD
=
2 TGF
2








2

= 2 ì 75 42,17 + 12,7 = 49,68MVA
2
3

Chọn máy biến áp B2,B3 l loại TH 63/11 có các thông số cho ở
bảng 2-3 sau:
Bảng 2-3
Sđm
UCđm
UHđm
UN%
IO%
Giá
PO
PN
MVA

(Kv)

(Kv)

63

115

11

(Kw)
70

(Kw)
290

Phơng án III:
Máy biến áp bộ.
14

10,5

0,7


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Đợc chọn theo công suất phát của máy phát SđmB1 SGđm = 75 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông
số ở bảng 2-1 sau:
Loại T80/11
Bảng 2-2
Sđm
UCđm
UHđm
UN%
IO%
Giá
PO
PN
MVA

(Kv)

(Kv)

80

115

11

(Kw)
82

(Kw)
390

10,5

0,6

Máy biến áp liên lạc:
Đợc chọn l loại máy biến áp điều chỉnh điện áp dới tải có công suất
định mức đợc chọn theo công thức dới đây:

(

)


max
S dmB2 = S th = S dmF S UF min S TD
=
TGF

= 2 ì 75 42,17 + 12,7 = 99,36 MVA
2
3







Chọn máy biến áp B2,B3 l loại TH 125/11 có các thông số cho ở
bảng 2-3 sau:
Bảng 2-3
Sđm
UCđm
UHđm
UN%
IO%
Giá
PO
PN
MVA

(Kv)

(Kv)

125

115

10,5

(Kw)
100

(Kw)
400

10,5

0,55

II.1.2. Phân bố phụ tải cho các máy biến áp:
Phơng án I:
Công suất tải lên cao :

SC B1,B2 =

1
ìSc(t)
2

Dựa vo bảng 1-6 v công thức tính trên ta có phụ tải từng thời điểm
cho ở bảng 2-5 sau:

bảng 2-4 :
t(h)
SC(t)
SB1 = SB2

0-7
115,33
57,665

7-12
137,62
68,81

12-14
121,22
60,61

14-18 18-24
169,95 115,33
84,945 57,665

Từ bảng kết quả bảng 2- 5 ta thấy.
SH B1-B2max = 84.945 MVA < 125 MVA
15


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng.

Phơng án II:
Đối với máy phát máy biến áp 2 cuộn dây G1- B1 để thuận tiện
cho việc vận hnh. cho tải với đồ thị bằng phẳng trong suốt quá trình lm
việc cả năm.
SB1= SGđm

Std = 75

0.06.

60
= 70.765 MVA
0,85

Phụ tải qua 2 máy biến áp B2, B3 đợc tính nh sau :
- Phụ tải truyền lên cao :
1
ì( Sc(t)
2

SC-B2,B3 =

SB1)

Dựa vo bảng 1-6 v công thức trên tính đợc phụ tải cho từng thời
điểm đợc ghi ở bảng 2-4 sau:
Bảng 2-5
T(h)
SB1 MVA

SC(t) MVA
SC B2-B3 MVA

0-7
70.765
115,33

7-12
70.765
137,62

12-14
70.765
121,22

14-18
70.765
169,95

18-24
70.765
115,33

22,28

33,43

25,23

49,59

22,28

Từ bảng kết quả bảng 2- 4 ta thấy.
SH B2-B3max = 49.59 MVA < 63 MVA
Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng.
*Phơng án III :
Đối với máy phát máy biến áp 2 cuộn dây G1- B1 để thuận tiện
cho việc vận hnh. cho tải với đồ thị bằng phẳng trong suốt quá trình lm
việc cả năm.
SB1= SGđm

Std = 75

0.06.

60
= 70.765 MVA
0,85

Phụ tải qua máy biến áp B2 đợc tính nh sau :
- Phụ tải truyền lên cao :
SC-B2 = ( Sc(t)

16

SB1)

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Dựa vo bảng 1-6 v công thức trên tính đợc phụ tải cho từng thời
điểm đợc ghi ở bảng 2-5 sau:

Bảng 2-5
T(h)
SB1 MVA
SC(t) MVA
SC B2-B3 MVA

0-7
70.765
115,33

7-12
70.765
137,62

12-14
70.765
121,22

14-18
70.765
169,95

18-24
70.765
115,33

44,56

66,86

50,46

99,18

44,56

Từ bảng kết quả bảng 2- 4 ta thấy.
SH B2-B3max = 99,18 MVA < 125 MVA
Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng.
II.1.3. Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố
a. Phơng án I:
Sự cố 1 máy biến áp :
Máy biến áp còn lại đợc phép quá tải 40% công suất định mức trong
suốt 5 ngy đêm nhng mỗi ngy không quá 6h khi hệ số phụ tải bậc một sự
cố k1 0,94 .
Công suất thiếu của phía cao áp l :
Sth = STGC

1.4ìSđmB1 = 169,95

1,4.125 = -5,05 MVA.

Ta thấy Sth = -5.05 < Sdt =105MVA . Vậy máy biến áp chọn không bị
quá tải khi sự cố một máy biến áp

b. Phơng án II:
+Sự cố 1 máy biến áp liên lạc:
Công suất thiếu phía cao áp khi sự cố máy biến áp B2 hoặc B3 l:
B

Sth = STGC
= 169,95

SB1

1.4ìSđmB2 =

80 1,4ì63 = 1,75 MVA .

Ta thấy Sth = 1,75 MVA < Sdt = 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp liên lạc.
+Sự cố máy biến áp B1 :
Sth = STGC 1,4.2.Sđm B2 = 169,95 1,4.2.63 = -6,45 MVA.
17


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Ta thấy Sth = -6,45 MVA < Sdt = 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp B1.
+Sự cố một máy phát không cần kiểm tra vì dự trữ của hệ thống điện
đủ cung cấp cho phụ tải khi sự cố một máy phát.
c. Phơng án III:
+Sự cố máy biến áp liên lạc:
Công suất thiếu phía cao áp khi sự cố máy biến áp l:

B

Sth = STGC
= 169,95

1.4ìSđmB1 =

1,4ì80 = 57,95 MVA .

Ta thấy Sth = 57,95 MVA < Sdt = 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp liên lạc.
+Sự cố máy biến áp B1 :
Sth = STGC 1,4.Sđm B2 = 169,95 1,4.125 = -5,05 MVA.
Ta thấy Sth = -5,05 MVA < Sdt = 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp B1.
+Sự cố một máy phát không cần kiểm tra vì dự trữ của hệ thống điện
đủ cung cấp cho phụ tải khi sự cố một máy phát.
B

II.2. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp.
II.2.1. Phơng án I:
Tổn thất điện năng của 2 máy biến áp B1,B2 đợc tính theo công thức:
B

AB1+B2 = 2 ì (PO ì T + 365ì

PN
2
Sdm

24

ì Si2 ì t i ).
1

Trong đó:
Si của máy biến áp trong thời gian ti đợc lấy từ bảng 2-4.
PO = 100 KW.
PN = 400 KW.
Tổng tổn thất điện năng trong máy biến áp của phơng án ny l :

(

)

0 .4


A B1+ B2 = 2.0,1.8760 + 365.
57.665 2.7 + 68,812.5 + 60,612.2 + 84,945 2.4 + 57,665 2.6 =
2
125



= 3678.959 MWh.

18

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

II.2.2. Phơng án II:
Đối với máy biến áp bộ B1, tổn thất điện năng đợc tính theo công thức.
B

2

S
A = PO ì T + PN ì b ì T .
S dmB1

Trong đó:
T: Thời gian lm việc của máy biến áp T = 8760 h.
Sb: Phụ tải của máy biến áp trong thời gian T.
Máy biến áp B1có các số liệu sau:
+ PO = 82 KW.
+ PN = 390KW.
+ Sb = 70,765MVA.
Từ các số liệu đó ta tính đợc tổn thất điện năng hng năm của máy
biến áp B1.

A = 0.082ì8760+ 0.39ì

(70,765)2 ì8760= 3391,48Mwh.
.
(80)2

Tổn thất điện năng của máy biến áp B2v B3 đợc tính theo công
thức:

B

A(B2+B3) = 2 ì (PO ì T + 365ì

PN
2
Sdm

24

ì Si2 ì t i ).
1

Trong đó:
Si của máy biến áp trong thời gian ti đợc lấy từ bảng 2-5.
PO = 70 KW.
PN = 290 KW.
Tổn thất điện năng của máy biến áp B2,B3 l:

(

)

0.29


A B 2+ B3 = 2.0,07.8760 + 365. 2 22,28 2.7 + 33,43 2.5 + 25,3 2.2 + 49,59 2.4 + 22,28 2.6 =
63

= 2461.23 MWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hng năm của phơng án II l:
A = AB1 +AB2,B3 = 3391.48 + 2461.23 = 5852,705 MWh.
2.3 Phơng án III :

19


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Máy biến áp B1 giống phơng án II. Máy biến áp B2 công thức tính
giống phơng án II :

AB2 = (PO ì T + 365ì

PN
2
Sdm

24

ì Si2 ì t i ).
1

Trong đó:
Si của máy biến áp trong thời gian ti đợc lấy từ bảng 2-6 (cha
lập với Si = 2Si phơng án II )
PO = 100 KW.
PN = 400 KW. Do đó

(

)

0 .4


A B 2 = 0,1.8760 + 365.
44,56 2.7 + 66,86 2.5 + 50,6 2.2 + 99,18 2.4 + 44,56 2.6 =
125 2



= 1741,55 MWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hng năm của phơng án III l:
A = AB1 +AB2 = 3391,48 + 1741,55 = 5133,028 MWh
Bảng 2-6
Phơng án
A,MWh

Phơng án I

Phơng án II

3678,959

5852,705

20

Phơng án III
5133,028


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Chơng III
So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn các phơng
án tối u.

Việc quyết định chọn một phơng án no cũng đều phải dựa trên cơ
sở so sánh về mặt kinh tế v kỹ thuật . Về mặt kinh tế đó chính l tổng vốn
đầu t cho phơng án , phí tổn vận hnh hng năm , thiệt hại hng năm
do mất điện .Nếu việc tính toán thiệt hại hng năm do mất điện khó khăn
thì ta có thể so sánh các phơng án theo phơng thức rút gọn , bỏ qua
thnh phần thiệt hại Về mặt kĩ thuật dể đánh giá một phơng án có thể
dựa vo các điểm sau :
+ Tính đảm bảo cung cấp điện khi lm việc bình thờng cũng nh khi
sự cố.
+ Tính linh hoạt trong vận hnh , mức độ tự động hoá.
+ Tính an ton cho ngời v thiết bị
Trong các phơng án tính toán kinh tế thờng dùng thì thì phơng
pháp thời gian thu hồi vốn đầu t chênh lệch so với phí tổn vân hnh hng
năm đợc coi l phơng pháp cơ bản để đnh giá về mặt kinh tế của
phơng án . Vốn đầu t cho phơng án bao gồm vốn đầu t cho mba v
vốn đầu t cho thiết bị phân phối . V thực tế , vốn đầu t vo thiết bị
phân phối chủ yếu phụ thuộc vo giá tiền của máy cắt , vì vậy để chọn các
mạch thiết bị phân phối cho từng phơng án phải chọn sơ bộ loại máy cắt .
Để chọn sơ bộ loại máy cắt ta phải tính dòng cỡng bức cho từng cấp điện

áp
I./ Xác định dòng cỡng bức
a. Phơng án I: hình 3-1.
Dòng cỡng bức phía cao áp:
Mạch đờng dây về hệ thống.

21


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Dòng lm việc cỡng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị
đứt.

Sc

Hình 3-1: Sơ đồ nối điện
phơng án I.

110kv

B1

B2

B1
Sđp

TD

TD

TD

TD

G1
S HT max

I 'cb =

169,95

=

3 ì U cdm

3 ì 110

G1

G2

G3

= 0,892KA.

Với: SHTtmax l công suất tải về hệ thống qua đờng dây kép, SHTtmax=
169.95 MVA .
Mạch máy biến áp liên lạc.

Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại l:
KqtscìSđmB = 1.4ì125 = 175 MVA .
Dòng cỡng bức qua máy biến áp
'''
I 'cb
=

1.4 ì SdmB
3 ì U cdm

175

=

3 ì 110

= 0,9185KA.

Vậy dòng điện lm việc cỡng bức lớn nhất ở phía điện áp cao l:
Icb1 = 0,9185 kA.
Dòng cỡng bức ở cấp điện áp máy phát:
Mạch máy biến áp phía hạ áp.
I cb 2 =

K qtsc ì S dmB
3 ì U hdm

=

1,4 ì 125

3 ì 10.5

= 9,623KA.

Mạch máy phát phía hạ áp.
I cb3 =

1,05 ì S dmG
3 ì U hdm

=

1.05 ì 75
3 ì 10.5

= 4,33KA.

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G2.
22


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Xét hai trờng hợp: phụ tải max v phụ tải min.
+ Phụ tải max:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max l:

1
2
1

S'cb = ì 2 ì SdmG SdF max ì STD max + ì SdF max =
2
3
3
1
2
1
= ì 2 ì 75 52,94 ì12,7 + ì 52,94 = 61,94MVA
2
3
3

+Khi phụ tải min:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
1
2
1
S'cb = ì 2 ì SdmG SdF min ì STD max + ì SdF min =
2
3
3
1
2
1
= ì 2 ì 75 31,76 ì 12,7 + ì 31,76 = 65,47MVA
2
3
3

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G2l:

I'cb

=

S'cb
3 ì Uhdm

=

65,47
3 ì10.5

= 3,6KA.

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc l:
+Khi phụ tải max:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống l.
Sth = SdmF SdFmax STDmax = 3ì 75 52,94 12,7 = 159,36MVA.

+ Khi phụ tải min:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống l.
Sth = SdmF SdFmin STDmax = 3ì 75 31,76 12,7 = 180,54MVA.
Khả năng tải của máy biến áp khi sự cố một máy biến áp .
KqtscìSđmB = 1,4ì125 = 175 MVA .
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max l:
1
1
''
Scb

= K qtsc ì SdmB SdmF ì STD max ì SdF max =
3
3
1
1
= 175 75 ì12,7 ì 52,84 = 78,15MVA.
3
3
23


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
1
1
'
S'cb
= K qtsc ì SdmB SdmF ì STD max ì SdF min =
3
3
1
1
= 175 75 ì12,7 ì 31,76 = 85,18MVA.
3
3
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp l.
'
I'cb
=

'
S'cb

3 ì Uhdm

=

85,18
3 ì10.5

= 4,684KA.

Vậy dòng cỡng bức qua kháng lớn nhất l: Icb4 = 4,684 KA.
b. Phơng án II: hình 3-2.
Sc
110kv

B1

B1

B3

B3

Sđp

TD

TD

TD

TD

G2

G1

G1

G3

Hình 3-2: Sơ đồ nối điện phơng án II.
Dòng cỡng bức phía cao áp:
Mạch đờng dây về hệ thống.
Dòng lm việc cỡng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị
đứt.
I 'cb =

S HT max
3 ì U cdm

=

169,95
3 ì 110

= 0,892KA.

Với: SHtmaxcông suất về hệ thống qua đờng dây kép, SHtmax= 169,95
MVA .
Mạch máy biến áp B1:
Dòng điện cỡng bức đợc xác định theo điều kiện lm việc cỡng bức
của máy phát G1:
''
I 'cb
=

1.05 ì SG1dm
3 ì U cdm

=

1,05 ì 75
3 ì 110

= 0,4133KA.

Mạch máy biến áp liên lạc.
Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại l:
24


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

KqtscìSđmB = 1,4ì63 = 88,2 MVA .
Dòng cỡng bức qua máy biến áp
'''

I 'cb
=

1.4 ì SdmB
3 ì U cdm

88,2

=

3 ì 110

= 0,463KA. .

Vậy dòng điện lm việc cỡng bức lớn nhất ở phía điện áp cao l:
Icb1 = 0,892 kA.
Dòng cỡng bức ở cấp điện áp máy phát:

Mạch máy biến áp B1 phía hạ áp:
I cb 2 =

K qtSC ì S dmB1
3 ì U hdm

=

1,4 ì 80
3 ì 10.5

= 6,15KA.

*Mạch máy biến áp B2, B3 phía hạ áp :
I cb 2 =

K qtSC ì S dmB1
3 ì U hdm

=

1,4 ì 63
3 ì 10.5

= 4,85KA.

Mạch máy phát phía hạ áp.
I cb 3 =

1.05 ì S dmG
3 ì U hdm

=

1,05 ì 75
3 ì 10.5

= 4,33KA.

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G3.
Xét hai trờng hợp: phụ tải max v phụ tải min.
+ Phụ tải max:

Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max l:
1
1
1
S'cb = ì SdmG SdF max ì STD max + ì SdF max =
2
3
2
1
1
1
= ì 75 52,94 ì 12,7 + ì 52,94 = 35,38MVA
2
3
2

+Khi phụ tải min:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
1
1
1
S'cb = ì SdmG SdF min ì STD max + ì SdF min =
2
3
2
1
1
1
= ì 75 31,76 ì 12,7 + ì 31,76 = 35,38MVA
2

3
2

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G3 l:

I'cb

=

S'cb
3 ì Uhdm

=

35,38
3 ì10.5

25

= 1,946KA.


Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc l:
+Khi phụ tải max:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống l :
1
1
Sth = SdmF SdFmax ì STDmax = 2 ì 75 52,94 ì12,7 = 92,83MVA.

3
3
+ Khi phụ tải min:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống l.

1
1
Sth = SdmF SdFmin ì STDmax = 2 ì 75 31,76 ì12,7 = 114MVA.
3
3
Khả năng tải của máy biến áp liên lạc khi sự cố một máy biến áp :
KqtscìSđmB = 1,4ì63 = 88,2 MVA .
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max l:
1
1
'
S'cb
= K qtsc ì SdmB SdmF + ì STD max + ì SdF max =
3
2
1
1
= 88,2 75 + ì 12,7 + ì 52,94 = 43,9MVA.
3
2
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
1
1
'
S'cb

= K qtsc ì SdmB SdmF + ì STD max + ì SdF min =
3
2
1
1
= 88,2 75 + ì 12,7 + ì 31,76 = 33,31MVA.
3
2

Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp l.
'
I'cb

=

'
S'cb

3 ì Uhdm

=

43,9
3 ì10.5

= 2,414KA.

Vậy dòng cỡng bức qua kháng lớn nhất l: Icb4 = 2,414 KA.
Phơng án 3:
Dòng cỡng bức phía cao áp:

Mạch đờng dây về hệ thống.
Dòng lm việc cỡng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị
đứt.
I 'cb =

S HT max
3 ì U cdm

=

169,95
3 ì 110

= 0,892KA.

Với: SHtmaxcông suất về hệ thống qua đờng dây kép, SHtmax= 169,95
MVA .
Mạch máy biến áp B1:
26