Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
CHƯƠNG I
TíNH TOáN PHụ TảI & cân bằng công suất
1.1 Chọn máy phát điện :
Nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi máy
là : 100 MW.
- Chọn máy phát điện đồng bộ tuabin hơi có các thông số
sau :
Loại
máy phát
TB-1002

Thông số định mức
n
v/ph
3000

S
MVA
117,6
5

P
MW
100

U
KV
10,5

cos
0,85

I
KA
6,47
5

Điện kháng tơng
đối
Xd
Xd
Xd
0,18
3

0,26
3

1,79

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất :
xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp, có :
P( t )
P%( t )
P( t )
.100 P (t) =
.Pmax
% (t) =
;

S (t) =
.
Pmax
100
Cos
Trong đó :
- S : là công suất biểu kiến của phụ tải thời điểm t.
- P : là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
- Cos : là hệ số công suất phụ tải.
1. Phụ tải điện áp máy phát (địa phơng) :
Uđm = 10 kV
;
Pmax = 16 MW
;
Gồm : 3 đờng dây kép ì 3 MW ì . km ;
4 đờng dây đơn ì 2 MW ì . km ;

Cos = 0,86

- có bảng phụ tải :
t(h)
công suất
P % (t)

07

7 - 12

12 - 18

18 - 24

65

100

80

60

-1-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
P (t) (MW)
S (t) (MVA)

10,4
12,1

16
18,6

12,8
14,88

9,6
11,16

S (MVA)
18,6

14,88

12,1
11,16

t(h)
0

7

12

18

2. Phụ tải điện áp trung :
Uđm = 110 KV
;
Pmax = 170 MW
0,88 ;
Gồm 2 đờng dây kép x 40MVA x .km
3 đờng dây kép x 35MVA x .km
P( t )
P%( t )
.Pmax
;
P (t) =
;

S (t) =
.
Cos
100

;

24

Cos =

- Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp :
t
(h)
công suất
P % (t)

08

8 - 12

12 - 18

18 - 24

60

85

100

70

-2-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
P (t) (MW)
S (t) (MVA)

102
115,91

144,5
164,2

170
193,18

119
135,23

- Đồ thị phụ tải trung áp :

S (MVA)
193,18
164,2
115,91

135,23

t(h)
0

7

12

18

3. Phụ tải toàn nhà máy :
PNMmax = Pđm = n.PđmF = 4.100 = 400 (MW) .
SNMmax = Sđm = n.SđmF = 4.117,65 = 470,6 (MVA) .
Cos = 0,85.
-3-

24


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
P (t) =

P%( t )
.Pmax ;
100

S (t) =

P( t )
.
Cos

- Bảng tính toán cân bằng công suất ở phụ tải toàn nhà máy :
t (h)
công suất
P % (t)
P (t) (MW)
S (t) (MVA)

08

8 - 11

11 - 20

20 - 24

80
320
376,47

90
360
423,53

100
400
470,6

85
340
400

- Đồ thị phụ tải toàn nhà máy :
S (MVA)
470,6
423,53
376,47

400

t(h)
0

7

11

11

24

4. Công suất tự dùng :
- Xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công
thức sau :

-4-

Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
S

td

(t) = . S

NMmax

. ( 0,4 + 0,6.

S NM ( t )
);
S NM max

- Trong đó :
S td(t) : phụ tải tự dùng tại thời điểm t.
S NMmax : công suất đặt của toàn nhà máy.
S NM(t) : công suất nhà máy phát ra tại thời điểm
t.


: số phần trăm lợng điện tự dùng.
S NMmax = 470,6 (MVA) ; Tự dùng của nhà máy : = 6 % ;
- Tính toán theo công thức trên có bảng kết quả sau :
t
(h)
công suất

S NM (t)
S td (t)

08

8 11

11 - 20

20 - 24

376,47
24,85

423,53
26,54

470,6
28,236

400
25,69

- Đồ thị phụ tải tự dùng :

S (MVA)
28,236
26,54
24,85

25,69

t(h)
0

8

11

20

24

5. Cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất phát
vào hệ thống :
-5-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
- xác định công suất của toàn nhà máy theo biểu thức :
SNM(t) = Sđf (t) + ST (t) + Std (t) + SHT (t)
- Công suất phát vào hệ thống :
SHT (t) = SNM (t) [Sđf (t) + ST (t) + Std (t)]
- Bảng tính toán cân bằng công suất toàn nhà máy và công
suất phát vào hệ thống :
t
(h)
công suất
SNM(t) (MVA)

Sđf (t) (MVA)
ST (t) (MVA)
Std (t) (MVA)
SHT (t) (MVA)

08

8 - 11

11 - 20

20 - 24

376,47
12,1
115,91
24,85
223,61

423,53
18,6
164,2
26,54
214,19

470,6
14,88
193,18
28,236
234,3

400
11,16
135,23
25,69
227,92

1.3 Nhận xét :
- Nhà máy thiết kế có tổng công suất là :
SNMđm = Sđm = n.SđmF = 4.117,65 = 470,6 (MVA)
- So với công suất hệ thống S HT = 4100 (MVA) thì nhà máy
thiết kế chiếm 11,478 % công suất của hệ thống.
- Công suất phát vào hệ thống:
max = 234,3MVA từ :11 h - 20 h
min = 214,19MVA từ : 8 h 11 h

- Phụ tải trung áp :
+ STmax = 193,18 MVA từ 11 h 20 h chiếm 4,712 % công
suất nhà máy.
+ STmax = 115,91 MVA từ 0 h 8 h chiếm 2,83 % công suất
nhà máy.
- Nhà máy đợc thiết kế cung cấp điện cho phụ tải điện áp
trung 110 kV và cấp lên hệ thống 220 kV . Do vậy sử dụng các
máy biến áp tự ngẫu.(ở những cấp điện áp này có trung tính
trực tiếp nối đất)
- Phụ tải địa phơng có :
-6-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy

điện
S đfmax= 18,6MVA
Với: S đmF = 117,65 MVA.
- có :
Sdf max
18,6
= 117 ,65 = 0,158.
SdmF
Công suất địa phơng cực đại (Sđfmax) chỉ bằng 15,8 %
công suất định mức phát (SđmF).
* Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố
nh vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu.....Riêng
về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm
phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có.

chơng ii
Chọn sơ đồ nối dây của nhà máy
2.1 Đề xuất phơng án :
-7-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
A. Sơ đồ nối điện chính :
Thiết bị, MFĐ, MBA, ....đợc nối với nhau theo một sơ đồ
nhất định gọi là sơ đồ nối điện chính.
Sơ đồ nối điện phụ thuộc vào số nguồn, số phụ tải, công
suất nguồn, công suất phụ tải,phụ thuộc vào tính chất hộ tiêu
thụ, phụ thuộc vào khả năng đầu t ....
Sơ đồ phải thỏa mãn điều kiện :

+ Về kỹ thuật :
- đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu.
- Đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị.
+ Về kinh tế :
- Vốn đầu t ít .
- Dễ vận hành, thay thế, lắp đặt, sửa chữa.
- Sự linh hoạt trong vận hành (vận hành theo nhiều phơng pháp).
- Có khả năng phát triển về sau.
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một
khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Các
phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các
hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối máy biến áp với
các cấp điện áp, về số lợng và dung lợng của máy biến áp, về
số lợng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát, số
máy phát điện ghép bộ với máy biến áp v.v...
- Công suất mỗi bộ máy phát điện - máy biến áp không lớn hơn
dự trữ quay của hệ thống.
- Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát
máy biến áp với công suất không quá 15 % công suất bộ.
- Không nối bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất
của một bộ nh vậy sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
- Cả phía cao và trung áp đều có trung tính trực tiếp nối đất
nên sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc.
Từ đó đề xuất các phơng án :
B. Các phơng án :
-8-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện

1. Phơng án I :
ST

HT

220 kV

F

F

F

110 kV

F

+ Ưu điểm :
Giảm đợc tối đa số thiết bị nối vào thanh góp điện áp nên
giá thành rẻ có lợi về mặt kinh tế. Cả hai phía điện áp cao và
điện áp trung đều có trung tính trực tiếp nối đất (U 110
kV) nên

sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc. Mặt khác,

chủng loại máy biến áp ít nên sơ đồ dễ chọn lựa thiết bị cũng
nh vận hành, độ tin cậy cao, cung cấp điện đảm bảo .
+ Nhợc điểm :
Có một phần công suất truyền qua hai lần biến áp làm
tăng tổn thất công suất. Nhng vì sơ đồ trên sử dụng máy biến

áp tự ngẫu liên lạc nên tổn thất công suất không đáng kể, có
thể bỏ qua.

-9-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện

2. Phơng án II:
ST

HT

220
kV

F

F

110
kV

F

F

+ Ưu điểm :
Về mặt công suất khắc phục đợc nhợc điểm của phơng

án I, luôn luôn cung cấp đủ công suất cho các phụ tải cho dù
gặp phải sự cố ngừng một trong các máy. Do đó, độ tin cậy
cung cấp điện đợc nâng cao, cải thiện đáng kể.
+ Nhợc điểm :
Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn trong vận hành
và sửa chữa.
Vốn đầu t máy biến áp đắt hơn so với phơng án một.

- 10
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện

3. Phơng án III:
ST

HT

220 kV

F

F

F

110 kV

F

Nhận xét :
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. Khi xảy ra sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc,
máy biến áp tự ngẫu còn lại không đảm bảo đủ cung cấp cho
phụ tải điện áp bên trung (110 kV).
Số lợng và chủng loại máy biến áp nhiều nên không có lợi về
mặt kinh tế và gây khó khăn trong tính toán thiết kế cũng nh
trong vận hành, sửa chữa.

- 11
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
* Kết luận :
So sánh 3 phơng án :
- Hai phơng án đầu đều có u điểm đảm bảo cung cấp
điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp và có cấu tạo tơng đối
đơn giản, dễ vận hành.
- Phơng án III 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, thấy hai phơng án I & II có nhiều u điểm hơn,

đảm bảo độ an toàn , độ tin cậy, cung cấp điện ổn định ,
dễ vận hành ... nên chọn hai phơng án này để so sánh về
mặt kinh tế, kĩ thuật, chọn ra phơng án tối u.

2.2 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
ữ 5 lần tổng công suất các máy phát điện. Do đó vốn đầu t
cho máy biến áp cũng rất nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải chọn
số lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an
toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Điều đó có thể đạt đợc 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 ngời thờng 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 đợc sử dụng rộng rãi trong hệ
thống điện.
Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất
trực tiếp thờng dùng máy biến áp tự ngẫu. Loại MBA này có
điểm u việt hơn MBA thờng : giá thành chi phí vật liệu và tổn
hao năng lợng khi vận hành của nó nhỏ hơn so với MBA thờng có
cùng công suất.

- 12
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
2.2.1. Phơng án I :

- Sơ đồ nối dây :
HT

ST
220 kV

F1

110 kV

F3

F2

F4

1.Chọn máy biến áp cho phơng án I :
- Bộ máy phát điện máy biến áp hai cuộn dây :
SđmB SđmF = 117,65 (MVA).

- Bộ máy phát điện máy biến áp tự ngẫu :
1
SđmTN
.SđmF
;
: Hệ số có lợi ;

U U T 220 110
= C
=

= 0,5 )
UC
220
1
.117 ,65 = 235,3 (MVA).
- có : SđmB
0,5
- Bảng tham số máy biến áp cho phơng án I :
Uđm (KV)
Loại
MBA

Sđm
MVA

C

T

UN%
H

CT

C-H

- 13
-

PN

P0
TH

(

C-T

C-H

T-H

I0
%


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
T
ATTH

125

121

_

10,5

_

10,5

_

100

_

400

_

250

230

12
1

11

11

32

20

120

520

_

_

0,
5
0,
5

2. Phân phối công suất : các máy biến áp và các cuộn
dây :
+ Các bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vận hành với
phụ tải bằng phẳng suốt trong năm :
1
1
S BT = S đmF - .S tdmax = 117,65 - .28,236= 110,6
4
4
(MVA)
+ Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu :
- Công suất truyền qua cuộn cao :
1
S c(t) = .S HT(t)
2
- Công suất truyền qua cuộn trung :
1
S t(t) = .[S T(t) 2.S BT]
2

- Công suất truyền qua cuộn hạ :
S h(t) = S T (t) + S c(t)
- Sau khi tính toán có Bảng phân phối công suất :
Thời gian
Loại MBA

Cấp điện
áp
(kV)
220

Công
suất
(MVA)
Sc

110

St

10,5

Sh

Tự ngẫu

0-8

8 11

11 20

20 24

111,8
05
52,64
5
59,16

107,1

117,1
5
14,01

113,9
6
42,98
5
70,97
5

-28,5
78,6

103,1
4

3. Kiểm tra quá tải :

* Khi làm việc bình thờng :
Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công
suất cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm
việc bình thờng .
- 14
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
* Khi sự cố :
a. Sự cố một bộ máy phát máy biến áp bên trung :
ST =
193,18110

HT

220 kV

kV
60,0
1

60,0
1
41,2
41,2

101,3

101,3

110,

F

F
F
F
- Bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn bên trung :
1
1
SBT = SđmF - Std = 117,65 - .28,236= 110,6 (MVA)
4
4
+ Điều kiện kiểm tra sự cố : 2Kqt .SđmTN STmax- SBT SđmTN
S
SBT
T max
2K qt
SđmTN

193,18 110,6
= 58,98 (MVA)
2.0,5.1,4

SđmTN = 250 (MVA) > 58,98 (MVA) thỏa mãn điều kiện sự cố .
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra
sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:

1
1
ST = .(STmax SBT) = .(193,18110,6) = 41,29 (MVA)
2
2
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :
S H = S dmF

1
1
1
1
S td S df = 117 ,65 .28,236 18,6 = 101,3( MVA ).
4
2
4
2

- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
- 15
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
S C = S H S T = 101,3 41,29 = 60,01( MVA ).

- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 234,3 (MVA), vì thế lợng công suất thiếu là :
Sthiếu = S HT 2S C = 234,3 2.60,01 = 114,28( MVA ).
Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (287

MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
b. Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc ( ST max ):
ST =
193,18

HT

220
kV
120,0
2

110
kV

28,02

92
F

110,
6
F

F

+ Điều kiện kiểm tra sự cố :
.Kqt .SđmTN STmax- 2.SBT SđmTN
SđmTN = 250 (MVA)

110,6
F

ST max 2.SBT
K qt

193,18 2.110,6
= 40,03( MVA ) thỏa mãn điều
0,5.1,4

kiện.
+ Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA tự ngẫu
khi sự cố :
- Công suất truyền qua cuộn trung :
S T = S T max 2.S BT = 193,18 2.110,6 = 28,02( MVA ).

- 16
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
(Công suất truyền từ bên trung áp (110 kV) sang nên mang dấu
âm)

- Công suất truyền qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu :
S H = S dmF

1
1

S td S df = 117 ,65 28,236 18,6 = 92( MVA ).
4
4

- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H S T = 92 (28,02) = 120,02( MVA ).

- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 234,3 (MVA), vì thế lợng công suất thiếu là :
Sthiếu = S HT S C = 234,3 120,02 = 114 .28( MVA ).
- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống
(287MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
2.2.2. Phơng án II :
- Sơ đồ nối dây :
ST

HT

220 kV

F

F

110 kV

F

F

1. Chọn máy biến áp cho phơng án II :

- Bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn bên trung :
SđmB SđmF = 117,65 (MVA).
- 17
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
- Bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn bên cao :
SđmB SđmF = 117,65 (MVA).
- Bộ máy phát điện máy biến áp tự ngẫu :
1
.117 ,65 = 235,3 (MVA).
SđmB
0,5
- Bảng tham số máy biến áp cho phơng án II :
Uđm (KV)

UN%

Loại
MBA

Sđm
MVA

C

T

H

T

125

121

_

T

125

230

250

230

ATTH

10,5

CT
_

_

10,5

12
1

11

C-H

PN

P0

10,5

TH
_

C-T

C-H

T-H

100

_

400

_

_

11

_

115

_

380

_

11

32

20

120

520

_

_

I0

%
0,
5
0,
5
0,
5

2. Tính dòng phân phối cho các máy biến áp và các cuộn
dây :
+ Các bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vận hành với
phụ tải bằng phẳng suốt trong năm :
1
1
SBC = S BT = S đmF - .S tdmax = 117,65 - .28,236= 110,6
4
4
(MVA)
+ Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu :
- Công suất truyền qua cuộn cao :
1
Sc ( t ) = [ SHT ( t ) SBC ]
2
- Công suất truyền qua cuộn trung:
1
S t ( t ) = [ ST ( t ) SBT ]
2
- Công suất truyền qua cuộn hạ :
S h ( t ) = S t ( t ) + Sc ( t )
Bảng phân phối công suất :

- 18
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
Thời gian
Loại
MBA

Tự ngẫu

Cấp
điện áp
(kV)
220

Công
suất
(MVA)
SC

110

St

10,5

Sh

0-8
56,5
1
2,65
5
59,1
65

8
11
51,7
9
26,8
78,5
9

1120
61,8
5
41,2
9
103,
14

2024
58,6
6
12,3
15
70,9

75

3. Kiểm tra quá tải:
* Khi làm việc bình thờng :
Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công
suất cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm
việc bình thờng .
* Khi sự cố :
a. Sự cố bộ máy phát máy biến áp bên trung :
HT

220 kV

110,
6

4,71

ST =
193,18
110 kV

4,71
96,59
96,59

101,3

101,3

- Bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn :

- 19
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
1
1
S B = SdmF S td = 117,65 - .28,236= 110,6 (MVA)
4
4
+ Điều kiện kiểm tra sự cố :
S T max
193,18
=
= 138( MVA )
2K qt 2.0,5.1,4

2 K qt .SdmTN ST max S dmTN

có : SdmTN = 250 (MVA) > 138 (MVA) nên điều kiện trên thoả
mãn .
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi
xảy ra sự cố :
- Công suất truyền tải qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu
là :
1
193,18

S T = .S T max =
= 96,59( MVA ).
2
2

- Công suất truyền tải qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu là :
S H = S dmF

1
1
1
1
S td S df = 117 ,65 .28,236 18,6 = 101,3( MVA ).
4
2
4
2

- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu là :
S C = S H S T = 101,3 96,59 = 4,71( MVA ).

(Công suất lấy về từ cao áp (220 kV) nên mang dấu âm)
- Công suất cần phát vào hệ thống là 234,3 (MVA), công suất
còn thiếu là :
Sthiếu = S HT (2S C + S B ) = 234,3 [ 2.(4,71) + 110,6]. = 114,28( MVA ).
- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ
thống nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
b. .Sự cố máy biến áp tự ngẫu liên lạc ( ST max ) :
HT

220 kV
110,6

18,72

ST
=193,18
110
kV
110,6

82,58

101,3
F

F

F - 20
-

F


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện

- Điều kiện kiểm tra sự cố :
S dmTN

. K qt .SđmTN STmax SB

S T max S B 193,18 110,6
=
= 117 ,97( MVA )
K qt
0,5.1,4

Máy biến áp đã chọn thoả mãn điều kiện quá tải vì

S dmB = 250 > 117 ,97.

- Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA
trong điều kiện sự cố :
- Công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp :
S T = S T max S B = 193,18 110,6 = 82,58( MVA ).

- Công suất truyền qua cuộn hạ của máy biên áp :
S H = S dmF

1
1
1
1
S td S df = 117 ,65 .28,236 18,6 = 101,3( MVA ).
4
2
4
2

- Công suất phía cao của máy biến áp tự ngẫu :
S C = S H S T = 101,3 82,58 = 18,72( MVA ).

(Công suất lấy về từ cao áp (220 kV) nên mang dấu âm)
- Công suất cần phát vào hệ thống là 221,52 MVA ,lợng công
suất còn thiếu là :
Sthiếu = SHT (SC + SB) = 234,3 ( 18,72 + 110,6) =104,98
(MVA)
- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống
(287MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .

2.2.3 - Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng :
- Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự
ngẫu gồm hai phần:
+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp
và bằng tổn thất không tải của nó.
+ Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải máy
biến áp.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha
hai cuộn dây trong một năm :

- 21
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
A

2cd

= 365.(Po.t + PN

Si2 .t i

.
)

2
SdmB
+ Đối với máy biến áp tự ngẫu ba pha :
365
2
2
2
ATN =365.Po.t + 2 . (PNC .SCi .t i + PNT .STi .t i + PNH .SHi .t i )
SdmB
Trong đó :
- SCi, STi, SHi : là công suất tải qua cuộn trung, cao ,hạ của máy
biến áp tự ngẫu trong thời gian t.
- S i : là công suất tải qua máy biến áp hai cuộn dây trong
khoảng thời gian t.
- Po : tổn hao sắt từ.
- PNm : tổn thất ngắn mạch.
* Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự
ngẫu :
PN.CH PN.T H

)
PN.C = 0,5.(PN.C-T +

2
2
PN.CH PN.TH
+
)
PN.T = 0,5.(PN.C-T 2
2
PN.CH PN.TH
+
)
PN.C = 0,5.(- PN.C-T +
2
2
* Từ các thông số trên của máy biến áp tính đợc tổn thất
điện năng trong máy biến áp trong từng phơng án :

I. Phơng án I :
a. Máy biến áp ba pha hai dây quấn :
Máy biến áp 3&4 luôn làm việc với công suất truyền qua nó
SB=110,6(MVA) trong cả năm , do đó :
AB= 8760.(100 + 400.

110,6 2
) = 3619180,124(kWh).
125 2

b. Máy biến áp tự ngẫu :
Có PNC-T do đó lấy PNC-H = PNT-H =

- 22

-

1
PNC-T = 260 kW.
2


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
260 260

) = 260 kW
0,5 2 0,5 2
260 260
+
PNT = 0,5.(520 ) = 260 kW
0,5 2 0,5 2
260 260
+
PNH = 0,5.(-520 +
) = 780 kW.
0,5 2 0,5 2
PNC = 0,5.(520 +

SCi2 .t i = 111,8052.8 + 107,12.3 + 117,152.9 + 113,962.4

=

519733195,2
STi2 .t i = (-52,645)2.8 + (-28,5)2.3 + (-14,01)2.9 + (-42,985)2.4 =

33766,08
=
S2Hi .t i = 59,162.8 + 78,62.3 + 103,142.9 + 70,9752.4
162423,66
Từ đó có :
365
ATN=365.24.120 +
(260. 519733195,2+ 260. 33766,08+
250 2
780. 162423,66) = 1051200 +789954026,3 = 791005226,3
(kWh).
Phơng án I có tổng tổn thất điện năng của các máy biến áp
trong một năm là :
AI = AB1 + AB2 + AB3 + AB4
=2 . 3619180,124+ 2 . 791005226,3 = 1589248813 (kWh).
II. Phơng án II :
a. Máy biến áp ba pha hai dây quấn :
Máy biến áp luôn làm việc với công suất truyền qua nó
SB=110,6 (MVA) trong cả năm , do đó :
Máy biến áp 4 bên trung áp :
110,6 2
AB4= 8760.(100 + 400.
) = 3619180,124(kWh).
125 2

Máy biến áp 3 bên cao :
AB3 = 8760.(115 +380.

110,6 2
) = 3613421,12 (kWh).

125 2

b. Máy biến áp tự ngẫu :

- 23
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
Có PNC-T do đó lấy PNC-H = PNT-H =

1
PNC-T = 260 kW.
2

260 260

) = 260 kW
0,5 2 0,5 2
260 260
+
PNT = 0,5.(520 ) = 260 kW
0,5 2 0,5 2
260 260
+
PNH = 0,5.(-520 +
) = 780 kW.
0,5 2 0,5 2
PNC = 0,5.(520 +

SCi2 .t i =

56,512.8 + 51,792.3 +61,852.9 +58,662.4

=

81786,44
=
STi2 .t i = 2,6552.8 + 26,82.3 + 41,292.9 + 12,3152.4
18161,53
S2Hi .t i = 59,1652.8 +78,592.3 + 103,142.9 + 70,9752.4 =
162423,68
Từ đó có :
365
ATN=365.24.120 +
(260. 81786,44+ 260. 18161,53+ 780.
250 2
162423,68)
= 1051200 + 891633,345 = 1942833,345
(kWh).
Phơng án II có tổng tổn thất điện năng của các máy biến áp
trong một năm là :
AII = AB1 + AB2 + AB4 + AB3
= 2. 1942833,345 + 3677525,458 + 3613421,12 =
11176613,27 (kWh).
2.2.4 .Tính dòng điện làm việc bình thờng và dòng
điện làm việc cỡng bức
I. Phơng án I :
a. Các mạch phía cao áp 220 kV:

- Mạch đờng dây :
Ibt =

S HT max
2 3.U dm

=

234,3
2 3.220

= 0,31(kA)

Icb = 2.Ibt =2.0,31= 0,62 (kA).
* Máy biến áp liên lạc :
- 24
-


Đồ án môn học thiết kế phần điện trong nhà máy
điện
- Cuộn cao của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thờng:
S C max

Ibt =

=

3.U dm

117,15
3.220

= 0,31(kA).

Dòng cỡng bức đợc xét trong các trờng hợp sau :
+ Khi sự cố máy biến áp bên trung :
SC

Icb =

3.U dm

=

60,01
3.220

= 0,157(kA)

+ Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu (STmax):
SC

Icb =

3.U dm

=

120,02

3.220

= 0,315(kA)

Icb = max (0,62; 0,157 ; 0,315) = 0,62 (kA).
b. Các mạch phía 110 kV :
* Mạch đờng dây : ( gồm 3 đờng dây kép )
Ibt = 1 .
2

S T max

3 = 1.
3.U dm 2

193,18

3 = 0,17 (kA).
3.110

Icb = 2.Ibt =2.0,17= 0,34 (kA).
* Mạch máy biến áp nối bộ MFĐ - MBA hai dây quấn :
Ibt =

S dmF
3.U dm

=

117 ,65

3.110

= 0,62(kA)

Icb = 1,05.Ibt =1,05.0,62 = 0,65 (kA).
* Máy biến áp liên lạc :
- Cuộn trung của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thờng :
Ibt =

ST
3.U dm

=

52,645
3.110

= 0,276(kA).

Dòng cỡng bức đợc xét trong các trờng hợp sau :
+ khi sự cố máy biến áp bên trung :
Icb =

ST
3.U dm

=

41,29
3.110

= 0,22(kA)

+ Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm STmax :
Icb =

ST
3.U dm

=

28,02
3.110

= 0,147(kA)

Icb= max (0,34 ; 0,65 ; 0,22 ; 0,147 ) = 0,65 (kA).
- 25
-