thiết kế nhà máy thủy điện có tổng công suất đặt là 240 MW gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp

GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

THIẾT KẾ MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU

Nghành điện nói riêng và nghành năng lượng nói chung đóng một vai trò rất
quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhà máy
điện là một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện. Cùng với sự phát
triển của hệ thống điện, cũng như sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc
gia là sự phát triển của các nhà máy điện. Việc giải quyết đúng vấn đề kinh tế
kỹ thuật trong thiết kế nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền
kinh tế quốc dân nói chung cũng như hệ thống điện nói riêng.

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
Chương I:

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY.
1.1 Chọn máy phát điện:
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy thủy điện có tổng công suất đặt là 240 MW gồm có 4
máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp : phụ tải địa phương, 110 kV và
nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 kV.
Vậy ta chọn máy phát thủy điện: CB-505/190-16T
Các thông số của máy phát điện:
Sđm

Loại MF

Pđm

Uđm

(MVA) (MW) (kV)
CB-505/190-16T 66,7
60
11

Iđm

nđm

Cosφ X’’d X’d Xd
(kA) (v/ph)
3,5
375 0,9 0,14 0,23 0,88

1.2 Tính toán cân bằng công suất:
1.2.1
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:
• Vì đề bài cho là nhà máy thủy điện, cho mùa mưa phát 100 0 0 , mùa khô phát
80 0 0 công suất định mức của toàn nhà máy, khi đó tính toán công suất phát
của toàn nhà như sau:
 Mùa mưa: Stnm (t ) =n. SdmF
(1.1a)
 Mùa khô: Stnm (t ) =0,8.n. SdmF
(1.1b)
Như vậy :
 Mùa mưa: Stnm (t ) =n. SdmF =4 × 66,7=266,8(MVA)
 Mùa khô: Stnm (t ) =0,8.n. SdmF =0,8 × 4 × 66,7= 213,44(MVA)

Ta có đồ thị phụ tải 2 mùa như sau:

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Hình 1.1: Đồ thị phụ tải mùa khô.

Hình 1.2: Đồ thị phụ tải mùa mưa.

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng:

Do vậy công suất tự dùng cho toàn nhà máy TĐ coi như không đổi theo thời gian và
được xác định theo công thức sau:
STD =

α 00

n × PdmF 1, 2 4 × 60
=
×
= 3,388 (MVA)
100 CosϕTD 100 0,85
×

Trong đó:

STD : Phụ tải tự dùng.

α 0 0 - Lượng điện phần trăm tự dùng.

Cos ϕTD - Hệ số công suất phụ tải tự dùng.
n- số tổ máy phát.
PdmF - Công suất tác dụng của một tổ MF
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

1.2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp:

Công suất phụ tải các cấp điện áp được xác định theo công thức sau:
S (t ) =

Pmax P 0 0 (t )
×
Cosϕ
100

Trong đó: S (t ) - công suất phụ tải tại thời điểm t.
PMax - Công suất max của phụ tải.
Cosϕ - Hệ số công suất.
P 0 0 (t ) - Phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.

• Đối với cấp điện áp 220kV ta có:
Cosϕ =0,89

PMax = 50 (MW)

Công suất phụ tải tại thời điểm từ 0-4 (h) là:
S0−4 =

50
90
×
=50,06 (MW)
100 0,89

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

Bảng biến thiên phụ tải cấp cao áp
Giờ

0-4

4-6

6-8

P 0 0 (t )

90

90

80

S(t)

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
80

90

90

90

90

100

90

80

50,56 50,56 44,95 44,95 50,56 50,56 50,56 50,56 56,18 50,56 44,95

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện cao áp.
• Đối với cấp điện áp 110kV ta có:
• Tiến hành tính toán tương tự:
PMax = 70 (MW)

Cosϕ =0,88

Công suất phụ tải tại thời điểm từ 0-4 (h) là:
S0−4 =

70
90
×
=71,6 (MW)
100 0,88

Và tiến hành tính toán cho các thời điểm khác tương tự, thu được bảng biến
thiên phụ tải như sau:
Bảng biến thiên phụ tải cấp trung áp
Giờ
P 0 0 (t )

S(t)

0-4 4-6

6-8

90

80

90

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

80

90

71,6 71,6 63,64 63,64 71,6

90

100

90

71,6 79,55 71,6

90

80

80

71,6 63,64 63,64

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Hình 1.4: Đồ thị phụ tải phía trung áp.
•

Đối với cấp điện áp 10,5kV (phụ tải địa phương)ta có:

• Tiến hành tính toán tương tự :
PMax = 8 (MW)

Cosϕ =0,83

Công suất phụ tải tại thời điểm từ 0-4 (h) là:
S0 − 4 =

8
80
×
=71,6 (MW)
100 0,83

Và tiến hành tính toán cho các thời điểm khác tương tự, thu được bảng biến
thiên phụ tải như sau:
Bảng biến thiên phụ tải cấp hạ áp
Giờ

0-4

4-6

6-8

P 0 0 (t )

80

80

80

S(t)

7,7

7,7

7,7

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
70

70

6,747 6,747

80
7,7

90

100

90

90

8,675 9,639 8,675 8,675

80
7,7

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Hình 1.5: Đồ thị phụ tại phía cao áp.
1.2.4 Đồ thị công suất phát về hệ thống.

Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm (công suất phát bằng công
suất thu), không xét đến tổn thất công suất trong máy biến áp ta có:
Stnm (t ) + SVHT (t ) + S DP (t ) + SUT (t ) + SUC (t ) + STD (t ) = 0

Hay: SVHT (t ) = Stnm (t ) - [ S DP (t ) + SUT (t ) + SUC (t ) + STD (t ) ]
Trong đó: SVHT (t ) - Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
Stnm (t ) - Công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t.
S DP (t ) - Công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t.
STD (t ) - Công suất tự dùngtại thời điểm t.
SUC (t ) , SUT (t ) , S DP (t ) là công suất phụ tải cấp điện áp cao, trung, hạ (địa phương)

tại thời điểm t.
• Mặt khác do nhà máy thủy điện vận hành theo 2 mùa, mùa mưa và mùa khô
nên ta có:
• Mùa mưa:
mua

mua
SVHT
(t ) = Stnm
(t ) - [ S DP (t ) + SUT (t ) + SUC (t ) + STD (t ) ]

Ta có bảng biến thiên công suất phát về hệ thống mùa mưa như sau:
Giờ

0-4

4-6

6-8

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

S(Mua
133.55 133.55 147.12 148.07 134.50 133.55 124.62 131.61 126.95 140.53 147.12
mua)

Hình 1.6: Đồ thị công suất phát về hệ thống trong mừa mưa.
• Mùa khô:
Khô
Khô
SVHT
(t ) = Stnm

(t ) - [ S DP (t ) + SUT (t ) + SUC (t ) + STD (t ) ]

Ta có bảng biến thiên công suất phát về hệ thống mùa khô như sau:
Giờ

0-4

4-6

6-8

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

S(Kho) 80.19 80.19 93.76 94.71 81.14 80.19 71.26 78.25 73.59 87.17 93.76

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Hình 1.7: Đồ thị công suất phát về hệ thống trong mừa khô.
1.3 Phụ tải thanh góp phía cao áp.

Ở phía thanh góp phía cao, đồng cấp điện cho phụ tải điện áp phía cao và phát
công suất thừa về hệ thống. Vậy công suất tổng tại đây, gọi là phụ tải thanh góp cao
áp STGC (t ) sẽ được tính:
STGC (t ) = SVHT (t ) + SUC (t )

1.2

Mặt khác do nhà máy thủy điện vận hành theo 2 mùa: mùa mưa và mùa khô
lên ta có:
• Ở mùa khô:

Khô
Khô
STGC
(t ) = SVHT
(t ) + SUC (t )

Ta có, bảng biến thiên đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa khô như sau:
Biến thiên đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa khô
Giờ

0-4

4-6

6-8

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

S(Mua
130.75 130.75 138.71 139.66 131.70 130.75 121.82 128.81 129.77 137.73 138.711
khô)

Hình 1.8 :Đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa khô.
Đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa mưa:
• Ở mùa khô:

Mua
Mua
STGC
(t ) = SVHT
(t ) + SUC (t )

Ta có, bảng biến thiên đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa khô như sau:
Biến thiên đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa mưa
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Giờ

0-4

4-6

6-8

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

S(Mưa
184.11 184.11 192.07 193.02 185.06 184.11 175.18 182.17 183.13 191.09 192.07
)

Hình 1.9: Đồ thị phụ tải thanh góp cao áp trong mùa mưa.
1.3 Tính toán cân bằng công suất:

Theo phần trên: Ta được bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp như sau:
Giờ

0-4

4-6

6-8

8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

STD

3.388

S DP

7,7

7,7

SUT

71,6

71,6

SUC

50,56 50,56 44,95 44,95 50,56 50,56 50,56 50,56 56,18 50,56 44,95

Mua
SVHT

133,55 133,55 147,12 148,07 134,50 133,55 124,62 131,61 126,95 140,53 147,12

Mua
STGC

184,11 184,11 192,07 193,02 185,06 184,11 175,18 182,17 183,13 191,09 192,07

Kho
SVHT

80,19 80,19 93,76 94,71 81,14 80,19 71,26 78,25 73,59 87,17 93,76

Kho
STGC

130,75 130,75 138,71 139,66 131,70 130,75 121,82 128,81 129,77 137,73 138,71

7,7

6,747 6,747

63,64 63,64

71,6

7,7

8,675 9,639 8,675 8,675

71,6

79,55

71,6

71,6

7,7

63,64 63,64

1.3.1 Cơ sở để đề suất các phương án nối dây.

Dựa theo 7 nguyên tắc sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp” –PGS
TS Phạm Văn Hòa ta có :
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

1.3.1.1 Có hay không thanh góp điện áp máy phát?

Theo tính toán phần trên ta có được:

Max
 S DP = 9, 64( MVA) 



 SdmF = 66, 7( MVA) 

Max
S DP
9, 64
× 100 0 0 =
× 100 0 0 =7,2264 0 0 <15 0 0
Ta có:
2 × SdmF
2 × 66.7

Kết luận: Không cần thanh góp điện áp máy phát.
1.3.1.2 Chọn máy biến áp tự ngẫu:

Xét 2 điều kiện:
• Hệ số có lợi:

α=

U C − U T 220 − 110
=
= 0,5
UC
220

• Lưới điện áp phía trung 110kV, phía cao 220kV đều là lưới có trung tính
trực tiếp nối đất.
Kết luận: Dùng MBA tự ngẫu, có điều chỉnh dưới tải làm liên lạc.

1.3.1.3 Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung.
Max
SUT
79,55
Theo phần trên ta có : Mim =
=1,2535(MVA)
SUT
63, 46

Mà: SdmF =66,7(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2
bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung.
1.3.2 Đề suất một vài phương án nối dây.

Phương án 1:

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Phương án 2:

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Chương II:
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A: PHƯƠNG ÁN I:

B1

B4

1.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA.

1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.
Ta có:
1 Max
SBo = SB1 = SB4 = SdmF − STD
n
Nhưng do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Mùa mưa:

1
mua
mua
mua 1
max
Smua
=S
=S
=S
×S

=66,7×3,38=65,855 [ MVA ]
bo
B1
B4
dmF
TD
n
4
Mùa khô:
khô
khô
khô
Skhô
bo = SB1 = SB4 = SdmF −

1 max
1
× STD = 0,8 × 66,7 − × 3,38 = 52,515[ MVA ]
n
4

2) MBA liên lạc:
Ta có:
1

SCC ( t ) = 2 ×( SVHT ( t ) +SUC ( t ) -Sbo )

1

SCT ( t ) = × ( SUT ( t ) -Sbo )

2

SCH ( t ) =SCC ( t ) +SCT ( t )

Trong đó SCC là công suất phía cao của máy biến áp tại thời điểm t,MVA
SVHT là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA
SUC, SUT, SUH là công suất phụ tải điện áp cao, trung, hạ tại thời điểm t, MVA
Khi đó, ta có bảng tính phân bố công suất của MBA liên lạc theo từng thời điểm như
sau:

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Nhận xét: công suất của MBA tự ngẫu được truyền từ phía hạ lên cao và lên trung, do
đó cuộn hạ sẽ mang tải nặng nhất.
Sthừamax = SCHmax = max{SCH(t)} = 64,68 MVA
3) Chọn loại và công suất định mức của MBA.
Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng. Trong hệ thống điện tổng công suất các máy
biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ÷ 5 lần tổng công suất của các máy phát điện. Do đó vốn
đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượng máy biến áp ít
và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ.
a) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:
Loại máy biến áp này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp
phía hạ. Công suất định mức được chọn theo công thức sau:
SđmB ≥ SđmF = 66.7 MVA
Chọn B1 là MBA 220 kV có thông số kỹ thuật như sau:
ТДЦ 80 MVA 242/10,5 kV: ∆P0 = 80 kW; ∆PN = 320 kW; Sđm = 125MVA
UN% = 11% ; I0% = 0,6% .

Chọn B4 là MBA 110 kV cố thông số kỹ thuật như sau:
ТДЦ 80 MVA 121/ 10,5 kV: ∆P0 = 70 kW; ∆PN = 310 kW; Sđm = 125MVA
U C-T
N %=10,5% ; I0% = 0,55%.
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

b) MBA liên lạc :
- Loại MBA: là MBA tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải.
- Công suất định mức: Áp dụng công thức:
SdmTN ≥

Nên ta có:

U -U 220-110
1
=0,5
× Smax thua với α= C T =
UC
220
α

S dmTN ≥

1
× 64,68 = 129,36 [ MVA]
0,5

Suy ra, chọn B2 và B3 là MBA tự ngẫu có thông số như sau :
AТДЦ TH 160 MVA 230/ 121/13,8: ∆P0 = 85 kW; ∆PNC −T = 380 kW ;
U NC −T % = 11% U NC − H % = 32 % U NT − H % = 20 % ; I0% = 0,5% .

4) Kiểm tra sự cố:
a) Sự cố 1:
Xét sự cố hỏng MBA B4 tại SUTmax = 79, 55 MVA trong khoảng thời gian từ 14 ÷ 16h.
Và tại thời điểm đó, ta có các thông số khác sau:
SUC = 50,56 MVA; SĐP = 8,68 MVA; STD = 3,388 MVA; SVHT =124,627 MVA.
Và sơ đồ nối dây lúc đó sẽ có dạng như sau:
Điều kiện kiểm tra quá tải: 2KqtSC α SđmB ≥ SUTmax = 79,55 MVA
Với KqtSC = 1.4, α = 0.5, SđmB = 160 MVA
→ 2 × 1.4× 0.5 × 160 = 224 MVA > 79,55 MVA
→ Thỏa mãn điều kiện.
Phân bố công suất khi có sự cố

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:
SCT =

79,55
1
SUTmax =
= 39,775 MVA
2
2

Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:
SCH = SđmF – Std1 –
= 66,7 –

S DP
2

3.388 8, 675
–
4
2

= 61,39 MVA
Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:
SCC = SCH – SCT = 61,39 – 39,775 = 21,62MVA
Công suất phát về hệ thống
SVHT = Sbo + 2SCC – SUC
= 65,855 + 2× 21,62 – 50,56
= 58,53 MVA
Đối với máy biến áp tự ngẫu, SH = 61,39 MVA,
Stt = αSđmB = 0.5 × 160 =80 MVA, kqt = 1.4
→ SH < kqt × Stt = 70
→ không xảy ra hiện tượng quá tải.
Lượng công suất còn thiếu:
SThiếu = SVHT – SVHTSC = 124,627 – 58,53 = 66,097 MVA
Lượng công suất dự phòng của hệ thống là Sdp = 100 MVA.
→ SThiếu < SdpHT
2

GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

→ Máy biến áp chọn là thỏa mãn.
b) Sự cố 2:
max
= 79, 55 MVA trong khoảng thời gian từ 14 ÷ 16h.
Xét sự cố hỏng MBA B3 tại SUT
Và tại thời điểm đó, ta có các thông số khác sau:

SUC = 50,56 MVA; SĐP = 8,675 MVA; STD = 3,388 MVA; SVHT = 124,6268 MVA.
Và sơ đồ nối dây lúc đó sẽ có dạng như sau:
Điều kiện kiểm tra quá tải: KqtSC α SđmB + SBo B4 ≥ SUTmax = 79,55 MVA
Với KqtSC = 1.4, α = 0.5, SđmB = 160 MVA, SBo B4 =65,853
→ 1.4× 0.5 × 160 + 65,855 = 177,855 MVA > 79,55 MVA
→ Thỏa mãn điều kiện.
Phân bố công suất khi có sự cố:
Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:
SCT = SUTmax – SBo B4 = 79,55 − 65,855 = 13,695 MVA
Công suất qua phía hạ của máy biến áp tự ngẫu:
UTMax

SCH = SđmF – Sdp

– SF2
td

= 66,7 –8,675–3,388/4
= 57,178 MVA
Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

SCC = SCH – SCT = 57,178 – 13,695 = 43,483 MVA
Công suất phát về hệ thống
SVHT = Sbo + SCC – SUC
= 65,855 + 43,483– 50,56
= 58,778 MVA
Đối với máy biến áp tự ngẫu, SH = 57,178 MVA,
Stt = αSđmB = 0.5 × 160 =80 MVA, kqt = 1.4
→ SH < kqt × Stt = 70
→ không xảy ra hiện tượng quá tải.
Lượng công suất còn thiếu:
SThiếu = SVHT – SVHTSC = 124,627 – 58,778= 65,849MVA
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Lượng công suất dự phòng của hệ thống là Sdp = 100 MVA.
→ SThiếu < SdpHT
→ Máy biến áp chọn là thỏa mãn.
Phân bố công suất khi có sự cố:

Bảng 2.5 – Thông số của máy biến áp theo phương án I:
Sđm

U,kV

UN %

∆PN

Loại
MBA

MVA

C

T

H

ТДЦ

80

121

-

10,5

-

10,5

-

70

-

310

-

ТДЦ

80

242

-

10,5

-

11

-

80

-

320

-

AТДЦ TH

160

230 121

11

11

32

20

85

380

-

-

C-T C -H T-H ∆P0

C-T

C-H T-H

5) Tính toán tổn thất điện năng trong MBA
Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu gồm hai phần
- Tổn thất sắt không tải phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất

không tải của nó .
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ tải máy biến áp .
Công thức tính tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA 2 cuộn dây, mang tải
bằng phẳng theo từng mùa:
2
khô
 S mua 2



S
∆A= 8760×∆P0 + ∆PN×  bo ÷ × 4320 +  bo ÷ × 4440 
 S dmB 

 S dmB 

Trong đó ∆P0 : tổn hao công suất không tải trong máy biến áp .
∆PN : tổn thất ngắn mạch trong máy biến áp .
Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự ngẫu :
∆P = 0.5× (∆PN
C
N

CT

∆PNCH − ∆PNTH
+
)
α2

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

∆P = 0.5× (∆P
T
N

∆PNC = 0.5× (

CT
N

∆PNTH − ∆PNCH
+
)
α2

∆PNTH + ∆PNCH
- ∆PNCT )
2
α

Từ các công thức trên của máy biến áp ta tính được tổn thất điện năng trong máy biến
áp tự ngẫu khi máy biến áp mang tải đặc trưng theo mùa: trong đó, mùa mưa chiếm 180
ngày, mùa khô chiếm 185 ngày.
Tmua
Hmua
SiCmua 2

T Si
2
H Si
∆A = 8760.∆P0 + 180.∑ [∆P .(
) + ∆PN .(
) + ∆PN .(
) 2 ].∆t i
S dmB
S dmB
SdmB
C
N

Tkho
Hkho
SiCkho 2
T Si
2
H Si
+185.∑ [∆P .(
) + ∆PN .(
) + ∆PN .(
) 2 ].∆t i
SdmB
S dmB
S dmB
C
N

Trong đó: ∆PNC, ∆PNT, ∆PNH : tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ

∆PNCT, ∆PNTH, ∆PNCH : tổn thất công suất ngắn mạch cao- trung, cao – hạ,
trung – hạ.
SiCmua, SiTmua, SiHmua : công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm
theo mùa mưa
SiCkhô, SiTkhô, SiHkhô : công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo
mùa khô.
α : hệ số có lợi, α = 0.5
6) Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây
Tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây
2
khô
 S mua  2



S
∆A= 8760×∆P0 + ∆PN×  bo ÷ × 4320 +  bo ÷ × 4440 
 S dmB 

 S dmB 

Với B1, ta có ∆P0 = 80 kW, ∆PN = 320 kW, SđmB1 = 80 MVA
Sbokhô = 52.515 MVA, Sbomưa = 65,855 MVA
2
 65,855 2

 52,515 
×
4320
+

×
4440
∆A1 = 8760 × 80 + 320 × 

÷

÷
 80 
 80 


= 2249803,5 kWh
Với B4 ta có : ∆P0 =70 kW, ∆PN = 310 kW, Sbomưa = 65,885 MVA
Sbokhô = 52.515 MVA, SđmB4 = 80MVA

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
2
 65,855  2

 52,515 
×
4320
+
×
4440
∆A4 = 8760 × 70 + 310 × 


÷

÷
 80 
 80 


= 2113797,142 kWh
2.3.2 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu
Theo tính toán phần trên ta có:
SđmTN = 160 MVA ; ∆P0 = 85 kW ;
∆PNC −T = 380 kW ; ∆PNC − H = ∆PNT − H =

1
× ∆PNC −T = 190 kW
2

Áp dụng công thức :
 C 1ΔP -ΔP
C-T
ΔPN =×ΔP +N
2α 


 -ΔP
C 1ΔP
C-T
ΔPN =×ΔP +N
2α 



C-H
1ΔP +ΔP
ΔPNC =×  N 2
2α 


C-H
N
2
T-H
N
2
T-H
N


÷

C-H

N
÷

T-H
N

-ΔP

C-T

N


÷


Thay số vào ta được :
 C 1 
190 − 190 
∆PN = 2 ×  380 + 0,52 ÷ = 190 kW



 C 1 
190 − 190 
∆PN = ×  380 +
÷ = 190 kW
2
2
0,5



 C 1  190 + 190

−
380
∆PN = × 
÷ = 570 kW
2  0,52



Mặt khác, áp dụng công thức tính toán tổn thất của MBA tự ngẫu như sau :

 S mua
C
∆A = 8760 × ∆P0 + 180 × ∑  i

i =1  S dmTN

24

 S kho
C
+ 185 × ∑  i

i =1  S dmTN

24

2

2


 STmua
C
× ∆PN +  i
÷
÷

S

 dmTN


 STkho
C
× ∆PN +  i
÷
÷
S

 dmTN

2

2


 S Hmua
T
× ∆PN +  i
÷
÷
S

 dmTN


 S Hkhoi

T
× ∆PN + 
÷
÷
S

 dmTN

2


H
× ∆PN  × ∆ti
÷
÷




2


H
× ∆PN  × ∆ti
÷
÷




2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Thay các thông số trên và dựa vào bảng phân phối công suất của MBA tự ngẫu ta
có được kết quả sau :
∆A2 = 745518,9kWh.
Tổng tổn thất điện năng ở phương án 1 là :
∆ A = ∆ A1 + 2× ∆ A2 +∆ A4 = 2249803,5 + 2 × 745518,9 + 2113797,142
= 5854638,442kWh

B: PHƯƠNG ÁN II:

B1

B1

B2

B3

B4

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA.

1. Phân bố công suất trong sơ đồ bộ MF-MBA 2 cuộn dây.
Ta có:
1 Max
SBo =SB3 =SB4 =SdmF - STD

n
Nhưng do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
Mùa mưa:
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

1
1
mua
mua
max
Sbomua = S Bmua
=
S
=
S
−
×
S
=
66,7
−
× 3,38 = 65,855 [ MVA]
B4
dmF
TD
3
n

4

Mùa khô:
1
1
khô
max
Sbokhô = S Bkh3 ô = S Bkh4 ô = SdmF
− × STD
= 0,8 × 66,7 − × 3,38 = 52.515[ MVA]
n
4

7) MBA liên lạc:
Ta có:
1

S
t
=
× ( SVHT ( t ) + SUC ( t ) )
(
)
CC

2

1

 SCT ( t ) = × ( SUT ( t ) − 2 Sbo )

2

 SCH ( t ) = SCC ( t ) + SCT ( t )

Công suất cấp cao của MBA tự ngẫu:

1
SCC (t ) = × ( SVHT ( t ) + SUC (t ) )
2
Trong đó SCC là công suất phía cao của máy biến áp tại thời điểm t,MVA
SVHT là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA
SUC là công suất phụ tải điện áp cao tại thời điểm t, MVA
Khi đó, ta có bảng tính phân bố công suất của MBA liên lạc theo từng thời
điểm như sau:

2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Nhận xét: công suất của MBA tự ngẫu được truyền từ phía hạ và phía trung lên cao, do đó
cuộn nối tiếp sẽ mang tải nặng nhất.
Sntmax = max{α ×(SCH(t) + SCT(t))} = 48,02 MVA
Mà SCHmax = 124,41 > Sntmax
Do đó, Sthừamax = SCHmax =124,41MVA
8) Chọn loại và công suất định mức của MBA.
Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng. Trong hệ thống điện tổng công suất các máy
biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ÷ 5 lần tổng công suất của các máy phát điện. Do đó vốn
đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượng máy biến áp ít
và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ.

a,MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:
Loại máy biến áp này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp
phía hạ. Công suất định mức được chọn theo công thức sau:
SđmB ≥ SđmF = 66.7 MVA
Chọn B1 là MBA 220 kV có thông số kỹ thuật như sau:
2


GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa

ТДЦ 80 MVA 242/10,5 kV: ∆P0 = 80 kW; ∆PN = 320 kW;
UN% = 11% ; I0% = 0,6% .
b, MBA liên lạc :
- Loại MBA: là MBA tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải.
- Công suất định mức: Áp dụng công thức:
S dmTN ≥

Nên ta có:

U − U T 220 − 110
1
=
= 0,5
× S dmF với α = C
UC
220
α

S dmTN ≥

1
× 124,41 = 248,42 [ MVA]
0,5

Suy ra, chọn B1 và B2 là MBA tự ngẫu có thông số như sau :
AТДЦ TH 250 MVA 230/ 121/11: ∆P0 = 120 kW; ∆PNC −T = 520 kW ;
U NC −T % = 11% U NC − H % = 32% U NT − H % = 20 % ; I0% = 0,5% .

9) Kiểm tra sự cố:
c) Sự cố 1:
max
= 79, 55 MVA trong khoảng thời gian từ 14 ÷ 16h.
Xét sự cố hỏng MBA B4 tại SUT
Và tại thời điểm đó, ta có các thông số khác sau:

SUC = 50,56 MVA; SĐP = 8,675 MVA; STD = 3,388 MVA; SVHT = 124,6268 MVA.
Và sơ đồ nối dây lúc đó sẽ có dạng như sau:
Điều kiện kiểm tra quá tải: 2KqtSC α SđmB ≥ SUTmax = 79,55 MVA
Với KqtSC = 1.4, α = 0.5, SđmB = 160 MVA
→ 2 × 1.4× 0.5 × 250 = 350 MVA > 79,55 MVA
→ Thỏa mãn điều kiện.
Phân bố công suất khi có sự cố:

2