Đồ án Hệ thống điện nguyen trong trieu

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
Nhiệm vụ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Triệu
Lớp: Đ5-H3
Ngành: Hệ thống điện
Cán bộ hướng dẫn: ThS. Đặng Thành Trung
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 5 tổ máy x 60 MW
Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 16 MW, cos 
Gồm : 2 kép x 6MW x 3 km và 2 đơn x 2MW x 3 km
Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với I cắt = 21 kA và
tcắt = 0,7 sec, cáp nhôm vỏ PVC với thiết diện nhỏ nhất 70mm2
 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax= 85 MW, cos 
Gồm 1 kép x 85 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng
 Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Pmax= 140 MW, cos 
Gồm 1 kép x 100 MW và 1 đơn x 40 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng
4. Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 75 km. Công suất hệ thống (
không kể nhà máy đang thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng của hệ thống : 120
MVA; Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống X *HT = 1,2
5. Tự dùng :  = 9% , cos 
6. Công suất phát của toàn nhà máy ghi trên bảng
Bảng biến thiên công suất
Giờ
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S UF
80 80 70
70

70
80
90
100
90
90
80
S UT
90 90 80
80
80
90
90
100
90
80
80
S UC
70 70 80
80
90
90
90
90
100
90
80
S TNM 80 80 80
80
90

100
100
100
90
90
90
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NEURAL NHÂN TẠO ĐỂ DỰ BÁO SẢN
LƯỢNG ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA 1 HỘ THEO 16 ĐẦU VÀO

Ngày giao nhiệm vụ: 13 tháng 10 năm 2014
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 29 tháng 12 năm 2014
Trưởng khoa

Giáo viên hướng dẫn

TS. Trần Thanh Sơn

Ths. Đặng Thành Trung

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

1


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các nước trên thế
giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực cũng như các quốc gia
những khó khăn lớn. Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng điện trong công nghiệp cũng như sử dụng điện
sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với
mỗi quốc gia.

Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng
lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề
mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương trình của ngành hệ
thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:
Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 5 tổ máy với công suất mỗi tổ
máy là 60MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp
điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài 75Km
Phần II:Nghiên cứu ứng dụng mạng neural nhân tạo để dự báo sản lượng điện tiêu thụ của
1 hộ theo 16 đầu vào
.Em xin chân thành cám ơn: các thầy, cô giáo Trường đại học Điện Lực đã tận tâm truyền
đạt kiến thức cho em trong quá trình học tập. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới
thầy giáo Ths. Đặng Thành Trung đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt
nghiệp.
Do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, em
mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô và các bạn để em rút kinh nghiệm và bổ
xung kiến thức còn thiếu.
Em xin trân trọng cảm ơn !
Hà Nội, ngày tháng năm
Sinh viên

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

2


NHẬN XÉT
(Giáo viên hướng dẫn)
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
................................................................................. .............................

................................... ............................................................... ............
..................................................... .........................................................
............................................................... ...............................................
................................................................................. .............................
................................... ............................................................... ............
..................................................... .........................................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... .......................................... .....
............................................................... ...............................................
........................................................................... ...................................
............................................................................................. .................
............................................... ...............................................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
...................................................................... ........................................
....................................................................................... .......................

Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

3


NHẬN XÉT
(Giáo viên phản biện)

............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
................................................................................. .............................
................................... ............................................................... ............
..................................................... .........................................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... .......................................... .....
............................................................... ...............................................
........................................................................... ...................................
............................................................................................. .................
............................................... ...............................................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
................................................................................. .............................
................................... ............................................................... ............
..................................................... .........................................................
............................................................... ...............................................
............................................................... ...............................................
............................................................... .......................................... .....
............................................................... ...............................................

Hà Nội, ngày

tháng

Giáo viên phản biện

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

4

năm


Mục lục
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN .. Error! Bookmark not
defined.
CHƢƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI
DÂY .................................................................................. Error! Bookmark not defined.
1.1. Chọn máy phát điện.................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2. Tính toán cân bằng công suất ................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Phụ tải toàn nhà máy .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Phụ tải tự dùng ................................................................................................. 14
1.2.3. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp .................................................................. 14
1.2.4. Công suất phát về hệ thống .............................................................................. 14
1.3. Đề xuất các phương án nối điện.............................................................................. 16
CHƢƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP .................................................... 22
A. Phương án 1. ............................................................................................................ 23
2.1.A. Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp ......................................... 23
2.1.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA .................................................. 23
2.1.A.2. MBA liên lạc ................................................................................................ 23
2.2.A. Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp .............................................. 24
2.2.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA ................................................. 24
2.2.A.2. MBA tự ngẫu ............................................................................................... 25
2.3.A. Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp .................................................. 28
2.3.A.1. Tính tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây. ........................................... 29
2.3.A.2. Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu. ................................................ 29
B. Phương án 2: ............................................................................................................ 30

2.1.B. MBA liên lạc ...................................................................................................... 31
2.1.B.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA ................................................. 32
2.1.B.2. MBA tự ngẫu ................................................................................................ 32
2.2.B. Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp .................................................. 36
CHƢƠNG III TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU
......................................................................................................................................... 39
3.1. Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối........................................................................... 39
3.1.1. Phương án 1 ..................................................................................................... 39
3.1.2. Phương án 2 ..................................................................................................... 40
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

5


3.2. Tính toán kinh tê, kỹ thuật. Chọn phương án tối ưu ................................................ 40
3.2.1. Các chỉ tiêu kinh tế của phương án I ................................................................ 40
3.2.2. Các chỉ tiêu kinh tế của phương án II ............................................................... 42
3.3. So sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Chọn phương án tối ưu ...................................... 43
CHƢƠNG IV TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH ................................................... 44
4.1. Chọn điểm ngắn mạch ............................................................................................ 44
4.2. Lập sơ đồ thay thế .................................................................................................. 45
4.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm .............................................................................. 47
4.3.1. Điểm ngắn mạch N1 ........................................................................................ 47
4.3.2. Điểm ngắn mạch N2 ........................................................................................ 49
4.3.3. Điểm ngắn mạch N3 ........................................................................................ 51
4.3.4. Điểm ngắn mạch N3’ ....................................................................................... 54
4.3.5. Điểm ngắn mạch N4 ........................................................................................ 54
CHƢƠNG V CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN .................................................... 55
5.1. Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp ............................................................. 55
5.1.1. Cấp điện áp 220 kV .......................................................................................... 55

5.1.2. Cấp điện áp 110 kV .......................................................................................... 56
5.1.3. Cấp điện áp 10,5 kV ......................................................................................... 56
5.2. Chọn máy cắt và Dao cách ly ................................................................................. 57
5.2.1. Chọn máy cắt ................................................................................................... 57
5.2.2. Chọn dao cách ly.............................................................................................. 58
5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát ................................................................. 58
5.3.1. Chọn loại và tiết diện ....................................................................................... 59
5.3.2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch .............................................................. 60
5.3.3. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng ....................................................................... 61
5.4. Chọn thanh dẫn mềm.............................................................................................. 62
5.4.1. Chọn thanh góp cấp điện áp 220(kV) ............................................................... 63
5.4.2. Chọn thanh góp cấp điện áp 110(kV) ............................................................... 67
5.5. Chọn cáp và kháng điện đường dây ........................................................................ 69
5.5.1. Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát ............................................................ 69
5.5.2. Chọn kháng điện đường dây ............................................................................. 72
5.6. Chọn máy biến áp đo lường.................................................................................... 76
5.6.1. Chọn máy biến dòng điện. ................................................................................ 76
5.6.2. Chọn máy biến điện áp. .................................................................................... 79
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

6


5.6.3. Hình vẽ sơ đồ nối các dụng cụ đo ..................................................................... 82
5.7. Chọn chống sét van ................................................................................................ 82
CHƢƠNG VI CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG .................................. 83
6.1. Sơ đồ tự dùng ......................................................................................................... 83
6.2. Chọn các thiết bị điện và khí cụ cho tự dùng .......................................................... 84
6.2.1. Chọn máy biến áp ............................................................................................ 84
6.2.2. Chọn máy cắt 6,3(kV) ...................................................................................... 86

6.2.3. Tính toán ngắn mạch chọn Aptômat và cầu dao ............................................... 87

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

PHẦN I

Chương 1:
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy phát nhiệt điện.
Bảng1.2. Bảng biến thiên công suất các phụ tải nhà máy
Bảng 1.3. Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy
Hình 1.2. Phương án I
Hình 1.3. Phương án II
Hình 1.4. Phương án III
Hình 1.5. Phương án IV
Chương 2 :
Bảng 2.1. Phân công suất cho các cấp điện áp MBA tự ngẫu phương án I
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B1,B2 phương án I
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B5 phương án I
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

7


Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật MBA tự ngẫu phương án I
Bảng 2.5. Phân công suất cho các cấp điện áp MBA tự ngẫu phương án II
Bảng 2.6. Thông số kỹ thuậtMBA 2 cuộn dây B1,B2 phương án II
Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B5 phương án II
Bảng 2.8. Thông số kỹ thuật MBA tự ngẫu phương án II

Bảng 2.9. Tổn thất MBA của 2 phương án

Hình 2.1. Sơ đồ nối điện phương án I
Hình 2.2. Sự cố hỏng 1MBA 2 dây quấn phương án I
Hình 2.3. Sự cố hỏng 1MBA tự ngẫu phương án I
Hình 2.4. Sơ đồ nối điện phương án II
Hình 2.5. Sự cố hỏng 1MBA 2 dây quấn phương án II
Hình 2.6. Sự cố hỏng 1MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại P.A II
Hình 2.7. Sự cố hỏng 1MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu P.A II

Chương 3
Bảng 3.1. Thống kê và tính toán vốn đầu tư MBA phương án I
Bảng 3.2. Thống kê và tính toán vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án I
Bảng 3.3. Thống kê và tính toán vốn đầu tư MBA phương án II
Bảng 3.4. Thống kê và tính toán vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án II
Bảng 3.5. Bảng tổng kết và so sánh vốn đầu tư và chi phí của 2 phương án
Hình 3.1. Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I
Hình 3.2. Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II
Chương 4
Bảng4.1. Kết quả tính toán các điểm ngắn mạch phương án I
Hình 4.1. Sơ đồ các điểm ngắn mạch phương án I
Hình 4.2. Sơ đồ thay thế tính toán nhà máy cho tính ngắn mạch phương án I
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

8


Hình 4.3. Sơ đồ thay thế đầy đủ số liệu phương án I
Hình 4.4. Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N1
Hình 4.5. Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N2

Hình 4.6. Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N3

Chương 5:
Bảng 5.1. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án I
Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật máy cắt phương án I
Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật dao cách ly phương án I
Bảng 5.4. Thông số kỹ thuật của thanh dẫn cứng được chọn
Bảng 5.5. Thông số kỹ thuật của sứ đỡ được chọn
Bảng 5.6. Thông số kỹ thuật của thanh dẫn mềm 220kV được chọn
Bảng 5.7. Tính toán dòng ngắn mạch
Bảng 5.8. Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật của thanh dẫn mềm 110kV được chọn
Bảng 5.10. Tính toán dòng ngắn mạch
Bảng 5.11. Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
Bảng 5.12. Thông số cáp đường đơn phụ tải địa phương được chọn
Bảng 5.13. Thông số máy cắt cho cáp 1sau MBA phụ tải địa phương
Bảng 5.14 . Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 10,5kV
Bảng 5.15. Thông số các cuộn dây của dụng cụ đo lường
Bảng 5.16. Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 110 kV
Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật BI cấp điện áp 220 kV
Bảng 5.18. Thông số các dụng cụ phụ tải của BI
Bảng 5.19 . Thông số kỹ thuậtBU cấp điện áp 110 kV
Bảng 5.20 . Thông số kỹ thuật BU cấp điện áp 220 kV
Bảng 5.20 . Thông số kỹ thuật của chống sét van được chọn

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

9

Hình 5.1. Mặt cắt thanh dẫn hình máng
Hình 5.2. Sứ đỡ thanh dẫn cứng
Hình 5.3. Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương
Hình 5.4. Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp
và biến dòng điện mạch máy phát

Chương 6
Bảng 6.1. Thông số MBA tự dùng riêng 10,5/6,3kV
Bảng 6.2. Thông số MBA tự dùng chung 10,5/6,3kV
Bảng 6.3. Thông số máy cắt tự dùng cấp 10,5kV
Bảng 6.4. Thông số dao cách ly tự dùng cấp 10,5kV
Bảng 6.5. Thông số MBA tự dùng 6,3/0,4kV
Bảng 6.6. Thông số máy cắt tự dùng cấp 6,3kV
Bảng 6.7. Thông số aptomat 0,4kV
Bảng 6.8. Thông số cầu dao cấp 0,4kV

Hình 6.1. Sơ đồ nối điện tự dùng toàn nhà máy

PHẦN II

Bảng 1.1. Bảng các hàm kích hoạt
Bảng 3.1.Bảng danh sách phụ tải
Bảng 3.2. Bảng số liệu đầu vào
Bảng 3.3. Bảng số liệu đầu ra
Bảng 3.4.Bảng kết quả dự báo

Hình 1.1: Mô hình 1 Nơ ron nhân tạo
Hình 1.2. Phân loại mạng Nơ ron
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

10


Hình 1.3. Kiến trúc mạng Nơ ron 1 lớp
Hình 1.4. Kiến trúc mạng Nơ ron 3lớp
Hình 1.5. Kiến trúc truyền thẳng kinh điển
Hình 1.6. Kiến trúc mạng hồi quy
Hình 1.7. Ba dạng chính của luật học tham số
Hình 2.1: Mạng Nơ ron 1 lớp ẩn
Hình 3.1: Sơ đồ thuật toán

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

11


DANH MỤC VIẾT TẮT

Viết tắt
HTĐ

Hệ thống điện

NĐ

Nhiệt điện

NMĐ

Nhà máy điện

MF

Máy phát

MF-MBA

Máy phát-máy biến áp

MBA

Máy biến áp

TĐK

Điều chỉnh kích từ

MBA TN

Máy biến áp tự ngẫu

MC

Máy cắt

CL

Dao cách ly

tđcd

Tương đối cơ bản

BI

Máy biến dòng điện

BU

Máy biến điện áp

DC

Dòng điện một chiều

AC

Dòng điện xoay chiều

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

12


Phần I:THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƢƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT,ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1.Chọn máy phát điện

Căn cứ vào yêu cầu thiết kế cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi gồm 5 tổ máy,công suất mỗi
tổ máy là 60 MW,ta chọn máy phát điện có các thông số ghi trên bảng sau

Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy phát nhiệt điện
S

Loại máy

P

(MVA) (MW)
TBΦ-60-2

75

60

n

U

(v/p)

(kV)

3000

10,5

cosφ

Xd’’

Xd ’

Xd

0,8

0,146

0,22

1,691

1.2.Tính toán cân bằng công suất
Để đảm bảo chất lượng điện năng tại mỗi thời điểm, công suất do các nhà máy điện phát ra
phải hoàn toàn cân bằng với công suất tiêu thụ (kể cả tổn thất công suất trong các mạng điện).
Công thức chung để tính toán thiết kế như sau:

S t  

S %(t )
S %(t )
.Smax 
.Pmax (1-1)
100
100.Cos

Trong đó:
S(t)

: Công suất biểu kiến của phụ tải ở từng cấp điện áp tại thời điểm t.

S % (t) : Công suất tính theo % của công suất cực đại tại thời điểm t.
cos: Hệ số công suất phụ tải.
Pmax: Công suất tác dụng cực đại.

Giờ
S UF
S UT
S UC
S TNM

0-4
80
90
70
80

4-6
80
90
70
80

6-8
70
80
80
80

8-10

70
80
80
80

Bảng biến thiên công suất
10-12 12-14 14-16 16-18
70
80
90
100
80
90
90
100
90
90
90
90
90
100
100
100

1.2.1.Phụ tải toàn nhà máy

Với PTNMmax= n.PdmF = 5.60 = 300 MW; cos = 0,8
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

13

18-20
90
90
100
90

20-22
90
80
90
90

22-24
80
80
80
90


Phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm từ 0 - 4h được xác định theo công thức (1-1) :

STNM  04 

80
 300  300( MVA)
100.0,8

1.2.2. Phụ tải tự dùng
Phụ tải tự dùng được xác định theo công thức sau:

STD(t)

(t )
STNM
 % n.PdmF
=
.
 (0,4  0,6.
) (1-2)
100 cosTD
n.S dmF

Với : cosTD = 0,86,  = 9%, n = 5.
STD(0-4) =

9 5.60
300
.
.(0, 4  0, 6.
)  27, 628 (MVA)
100 0,86
5.75

1.2.3. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp
a. Phụ tải cấp 220 kV.
Theo bài cho: PUCmax = 140 MW; cos = 0,85
Công suất phụ tải cao áp 220 kV được xác định theo công thức (1-1):
SUC (04) 

SUC (04) %

100.cos 

.PUC max 

70
.140  115, 294MVA
100.0,85

b. Phụ tải trung áp 110 kV
Ta có: PUTmax = 85 MW; cos = 0,85
Phụ tải trung áp tại thời điểm từ 0h – 4h được xác định theo công thức (1-1):
SUT (04) 

SUT (04) %
100.cos 

.PUT max 

90
.85  90MVA
100.0,85

c. Phụ tải cấp điện áp máy phát
Với: PDPmax = 16 MW; cos = 0,86
Phụ tải địa phương tại thời điểm từ 0h – 4h được xác định theo công thức (1-1):
S F (04) 

SUF (04) %
100.cos 

.PF max 

80
.16  14,883MVA
100.0,86

1.2.4. Công suất phát về hệ thống
Dựa trên nguyên tắc tổng công suất phát bằng công suất thu ta có:
Công suất phát vào hệ thống được xác định theo công thức sau:
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

14


SVHT (t) = STNM (t) - [ STD(t) + SUT(t) + SUF(t) + SUC (t)] (1-2)
SVHT(0-4) = 300 – (27,628 + 115,294 + 14,883 + 90) = 52,195 (MVA)

Tính toán cho các thời điểm tương tự ta có bảng tổng hợp phụ tải sau:
Bảng 1.3:Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống
t,h

0-4

4-6

6-8

8-10

10-12

12-14

14-16

16-18

S

1820

20-22

22-24

337,5

337,5

300

300

300

300

337,5

375

375

375

337,
5

27,62

27,62

27,62

27,62

29,51

31,39

31,39

31,39

29,5

29,51

29,51

STD

8

8

8

8

1

5

5

5

11

1

1

S

115,2

115,2

131,7

131,7

148,2

148,2

148,2

148,2

164,

148,5

131,7

UC

94

94

64

64

35

35

35

35

7

23

64

UT

90

90

80

80

80

90

90

100

90

80

80

S
UF

14,88
3

14,88
3

13,02
3

13,02
3

13,02
3

14,88
3

16,74
4

18,6

16,7
44

16,74
4

14,88
3

SVH

52,19
5

52,19
5

47,58
5

47,58
5

66,73
1

90,48
7

88,63
1

76,77

36,5
45

62,72
2

81,34
2

TNM

S

T

Đồ thị phụ tải tổng hợp như hình vẽ sau:

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

15


400
350

300

S TNM

250

STD

200

S UC
S UT

150

S UF
100

SVHT

50
0

0

5

10

15

20

25

30

Nhận xét:Nhà máy thiết kế gồm có 5 tổ máy. Tổng công suất toàn nhà máy S =375MVA.
Cung cấp điện cho các phụ tải điện áp máy phát 10,5 kV, trung áp 110 kV, 220 kV và tự
dùng cho nhà máy. Ngoài ra còn phát 1 lượng công suất về hệ thống.
Phụ tải điện áp máy phát: Smax =18,6 MVA, Smin13,023 MVA
Phụ tải trung áp 110 kV: Smax = 100 MVA, Smin = 80 MVA
Phụ tải cao áp 220 kV: Smax = 164,7 MVA, Smin =115,294 MVA
Công suất phát về hệ thống: Smax =76,77, Smin = 36,542 MVA

1.3. Đề xuất các phƣơng án nối điện
Có thể đưa ra một số nguyên tắc để đề xuất các phương án nối điện của nhà máy điện
như sau:
1. Có hay không sử dụng thanh góp điện áp máy phát
Giả thiết phụ tải địa phương trích điện từ đầu cực 2 tổ máy phát, khi đó lượng công
suất được phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát sẽ là:
max
SUF
.100% 18, 6

.100%  12, 4%  15%
2.SdmF
2.75

Không cần thanh góp điện áp đầu cực máy phát, phụ tải điện áp máy phát đƣợc

lấy điện từ phía hạ áp máy biến áp liên lạc.
NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

16


2. Chọn số lượng và loại máy biến áp làm liên lạc
U C  U T 220  110

 0,5
UC
220

-

Hệ số có lợi:  

-

Lưới điện áp phía trung 110 kV, phía cao 220 kV đều là lưới có trung tính trực
tiếp nối đất.

Vậy dùng 2 MBA tự ngẫu, có bộ điều chỉnh điện áp dƣới tải làm liên lạc.
3. Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung
- Phụ tải cấp điện áp 110 kV có công suất:

Smax = 100 MVA,
Smin = 80 MVA

Mà: SdmF = 75 MVA

Vậy có thể ghép từ 12 bộ MF - MBA ba pha hai cuộn dây lên thanh góp điện áp phía
trung.
Trên cơ sở những nguyên tắc trên, ta có một số phương án nối dây như sau

Phƣơng án I:(hình 1.2)
Ƣu điểm :
- Số lượng MBA và máy cắt cao áp ít.
- MBA tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung
vừa làm nhiệm vụ tải công suất của máy phát tương ứng lên hai cấp điện áp cao và
trung.
- Công suất của các bộ MF–MBA hai dây quấn nối với phía trung áp có thể
lớn hơn phụ tải cực tiểu ở cấp điện áp này.

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

17


- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong các MBA ít . Khi phụ tải
trung và cao áp thay đổi, có thể chỉ xảy ra sự phân bố lại công suất ở các cuộn thứ
cấp của các máy biến áp tự ngẫu , lượng công suất phải tải qua 2 lần MBA nhỏ.
Nhƣợc điểm :
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu , không những mất công suất của máy phát
nối vào nó, mà việc chuyển tải công suất thừa hoặc thiếu phía điện áp trung sẽ bị
hạn chế

HT

SUT

SUC

220 KV

B1

B2

110 KV

B3

B5

B4

SĐP
F1

F2

F3

SĐP
F4

F5

Hình 1.2. Phương án I

Phƣơng án II:

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

18


HT

SUT

SUC

220 KV

110 KV

B2

B1

SĐP
F1

B4

B3

F2

SĐP
F3

F4

F5

Hình 1.3. Phương án II

Ƣu điểm :
- Phương án 2 có hầu hết các ưu điểm của phương án I.
- Số lượng MBA và máy cắt cao áp của phương án II ít hơn phương án I do
có một MBA bộ chuyển từ phía cao sang phía trung do đó cũng làm giảm vốn đầu
tư.
Nhƣợc điểm :
- Phương án 2 cũng có nhược điểm của phương án I.
Khi một MBA tự ngẫu không làm việc lượng công suất thừa cần tải qua
MBA tự ngẫu còn lại sẽ lớn có thể gây quá tải MBA và có thể gây ứ đọng công suất

NGUYỄN TRỌNG TRIỆU

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

 Phƣơng án III:

Hình 1.4. Phương án III
Ƣu điểm :
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa hai
cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường

Nhƣợc điểm :
- Số lượng MBA và tổng công suất của các MBA lớn, số lượng máy cắt cao áp
lớn, vốn đầu tư tăng.
- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong các MBA lớn vì không những tổn
thất không tải tăng lên do sử dụng nhiều MBA, mà lượng công suất thừa hoặc thiếu phía
trung áp luôn phải qua hai lần MBA và làm tăng tổn thất đồng trong các MBA.
- Phương án này thường chỉ hợp lý khi công suất của các MFĐ không lớn trong
khi điện áp phía cao lại rất lớn (400 – 500 kV ).

 Phương án IV :

SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

20

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Hình 1.5. Phương án IV
Đặc điểm:
- Phía trung có 1 bộ MF - MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110kV để cung cấp cho phụ

tải cấp điện áp 110kV.
- Phía cao có 4 bộ MF - MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV và 2 máy biến áp tự
ngẫu làm nhiệm vụ liên lạc giữa 2 cấp 220kV và 110 kV đồng thời cung cấp điện cho phụ tải địa
phương .
- Tự dùng được lấy từ đầu cực máy phát .
Ƣu điểm :
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp .
- Khi sự cố một MBA tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa hai
cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường.
Nhƣợc điểm :
- Vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng khó khăn, phức tạp .
- Số lượng MBA và tổng công suất của các MBA lớn, số lượng máy cắt cao áp
lớn, vốn đầu tư lớn không có lợi về kinh tế khi thiết kế.

SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

21

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Nhƣ vậy: trong 4 phương án thì phương án I và II có nhiều ưu điểm nổi trội hơn
so với phương án III và IV do đó ta chon phương án I và II để tính toán chọn
phương án tối ưu.

Nhận xét: Nhìn tổng quan có thể nhận thấy phương án 3, phương án 4 là phức tạp hơn cả,
đồng thời vốn đầu tư lớn do đó sẽ loại hai phương án này và tiến hành phân tích hai phương án
còn lại. Phương án 1 và phương án 2 gần như tương đương: Số lượng MBA như nhau tuy nhiên
đặc điểm khác nhau căn bản là số lượng bộ MF-MBA nối vào bên trung và lượng công suất
truyền tải qua MBA tự ngẫu. Để tìm được phương án tối ưu hơn ta tiến hành phân tích cụ thể
từng phương án.

CHƢƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Ở chương này ta sẽ tính toán và lựa chọn công suất cho các máy biến áp cho hai phương án đã
được chọn, máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thường
và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất.

SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

22

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

A. Phƣơng án 1.

Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 1
2.1.A. Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp
Việc phân bố công suất cho các máy biến áp được thực hiện theo nguyên tắc: Phân công suất
cho máy biến áp trong sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt

24h, phần thừa còn lại do máy biến áp liên lạc đảm nhiệm trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất
phát bằng công suất thu, không xét đến tổn thất trong máy biến áp.
2.1.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA
- Công suất của các máy biến áp B1, B2 được xác định theo (công thức 2.1-Tr21-Sách Thiết
kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp):

1 max
1
Sbo  SB1  SB 2  SđmF  STD
 75  .31,39  68.722MVA
5
5
2.1.A.2. MBA liên lạc
Tổ máy phát điện F3, F4cung cấp cho tự dùng, phụ tải địa phuơng, cấp điện áp máy phát,
phần còn lại đưa lên thanh góp 110kV hoặc 220kV. Với phân bố công suất như trên, ta tính luồng
công suất chảy qua các cấp điện áp của 2 máy biến áp tự ngẫu:
(Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)
1
SCC  t   .  SVHT  t   SUC  t   2S Bo 
2
1
SCT  t   .  SUT  t   Sbo 
2

S CH (t ) = S CC (t ) + S CT (t )
Trong đó:
SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

23

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

SUC(t): Công suất phụ tải phía cao tại thời điểm t.
S VHT (t ) : Công suất phát về phía hệ thống tại thời điểm t.
S CC (t ) : Công suất truyền qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t.
S CT (t ) : Công suất truyền qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t.
S CH (t ) : Công suất truyền qua phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t.
SUT(t): Công suất phụ tải phía trung áp tại thời điểm t.



Luồng công suất chảy qua các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm từ 0 - 4h
được xác định như sau:

1
1
SCC  t   .  SVHT  t   SUC  t   2S Bo   .(52,195  115, 24  2.68, 722)  15MVA
2
2
1
1
SCT  t   .  SUT  t   Sbo   .(90  68, 722)  10, 639
2
2

S CH (t ) = S CC (t ) + S CT (t ) =15+10,639 = 25,639
Sau khi tính toán thu được kết quả ghi ở bảng 2.1:
Bảng 2.1: Phân bố công suất cho các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu
Giờ
SCC,MVA
SCT,MVA
SCH,MVA

0-4

4-6

15

15

6-8

8-10

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

20,952 20,952 38,761 50,639 49,711 43,78

31,9

36,9 37,831

10,639 10,639 5,639 5,639 5,639 10,639 10,639 15,639 10,639 5,639 5,639
25,639 25,639 26,591 26,591 44,4 61,278 60,35 59,419 42,539 42,539 43,47

2.2.A. Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp
2.2.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA
Máy biến áp 2 cuộn dây mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía
hạ. Công suất định mức của MBA được chọn theo công thức sau:
(Áp dụng công thức 2.3-Tr23-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)
SdmB SdmF = 75 MVA
Tra bảng 2.6 Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn máy biến
áp TДЦ-80000-242/10,5 có các thông số như bảng 2.2.
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp hai cuộn dây B1,B2

SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

24

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Loại
Máy
ТДЦ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Sdm

UCdm

UHdm

 P

P

(MVA)

(kV)

(kV)

(kW)

(kW)

80

242

10,5

80

320

UN%

I0 %

11

0,6

- Máy biến áp B5 được ghép bộ với máy phát điện F5.:
Tương tự ta chọn MBA: TДЦ-80000-121/10,5 có thông số kỹ thuật như bảng 2.3:

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của máy biến áp hai cuộn dây B5
Loại
Máy
ТДЦ

Sdm

UCdm

UHdm

 P

P

(MVA)

(kV)

(kV)

(kW)

(kW)

80

121

10,5

70

310

UN%

I0 %

10,5

0,55

2.2.A.2. MBA tự ngẫu
MBA tự ngẫu là loại MBA có điều chỉnh dưới tải bởi tất cả các phía của MBA mang tải
không bằng phẳng nên sẽ có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía.
Công suất của MBA tự ngẫu được xác định theo công suất tải lớn nhất trong suốt 24h của từng
cuộn dây. Khi đó công suất của máy được chọn theo công thức:
SdmTN 

1 max 1
1
 Sthua   SdmF 
.75  150MVA



0,5

Trong đó:
SdmF : Công suất định mức của máy phát điện.
SdmTN: Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn.
Hệ số α: 0,5
Tra bảng 2.6- Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn máy biến
áp tự ngẫu ATДЦTH-160000-230/121/11 như bảng 2.4:

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu
SVTH:Nguyễn Trọng Triệu

25

GVHD:ThS.Đặng Thành Trung