Đồ án Hệ thống điện Tran quang thắng

Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

Nhiệm vụ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Trần Quang Thắng
Lớp: Đ5H1

Ngành: Hệ thống điện

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Đặng Thành Trung
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN
ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV CHO MỘT TỔ HỢP TÒA NHÀ CHUNG CƯ
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 5 tổ máy x 55 MW
Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 15 MW, cos 
Gồm : 2 kép x 5MW x 3 km và 2 đơn x 2,5 MW x 3 km
Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với Icắt =
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= 90 MW, cos 
Gồm 1 kép x 60 MW và 1 đơn 30 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng
 Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Pmax= 120 MW, cos 
Gồm 1 kép x 80 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 60 km. Công suất
hệ thống ( không kể nhà máy đang thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng

của hệ thống : 100 MVA; Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ
thống X*HT = 1,25
5. Tự dùng :  = 8% , cos 
6. Công suất phát của toàn nhà máy ghi trên bảng

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

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

70

90

90

100

80

80

80

S UC

70

70

80

80

80

90

90

90

90

90

80

S TNM

80

80

80

80

90

100

100

100

90

90

90

PHẦN II: PHẦN CHUYÊN ĐỀ
Thiết kế trạm biến áp phân phối 22/0,4 kV cho một tổ hợp tòa nhà chung cư
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

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay 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 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 55MW, 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
60 Km.
Phần II: Thiết kế trạm biến áp 22/0,4 kV cho một tổ hợp tòa nhà chung cư gồm
4 tòa nhà, mỗi tòa nhà có 65 căn hộ. Trong đó có 50 căn hộ loại I, 120 căn hộ loại II
và 90 căn hộ loại III.
Em xin chân thành cảm ơn: các thầy, cô giáo trong khoa Hệ thống điện 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, bản 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 sung kiến thức còn thiếu.
Em xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày 17 tháng 10 năm 2014
Sinh viên
Trần Quang Thắng

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện và đặc biệt là
thầy giáo Th.S ĐẶNG THÀNH TRUNG đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị
cho em một lượng kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt
bản đồ án tốt nghiệp này. Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn và đặc
trưng của ngành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều về trình
độ chuyên môn, do vậy trong quá trình thiết kế em cũng có sự giúp đỡ và phối hợp rất
tốt với bạn bè trong nhóm đồ án.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận
tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua.

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

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

Hà Nội, ngày tháng năm
Giáo viên hướng dẫn

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

NHẬN XÉT
(Giáo viên phản biện)

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

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

Hà Nội, ngày

tháng

năm

Giáo viên phản biện

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN .............................. 1
CHƯƠNG I ................................................................................................................... 2
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .. 2
1.1. Chọn máy phát điện ................................................................................................. 2
1.2. Tính toán cân bằng công suất .................................................................................. 2
1.2.1. Phụ tải toàn nhà máy ............................................................................................ 3

1.2.2. Phụ tải tự dùng ...................................................................................................... 3
1.2.3. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp ...................................................................... 3
1.2.4. Công suất phát về hệ thống .................................................................................. 4
1.3. Đề xuất các phương án nối điện .............................................................................. 7
CHƯƠNG II ................................................................................................................ 13
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP ....................................................................... 13
A. Phương án I. ............................................................................................................. 13
2.1.A. Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp ...................................... 13
2.1.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA ................................................... 13
2.1.A.2. MBA liên lạc................................................................................................... 14
2.2.A. Chọn loại và công suất định mức của máy biến áp ........................................... 15
2.2.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA .................................................. 15
2.2.A.2. MBA tự ngẫu .................................................................................................. 16
2.3.A. Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp ................................................ 19
2.3.A.1. Tính tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây. ............................................ 19
2.3.A.2. Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu. ................................................. 20
B. Phương án II: ........................................................................................................... 21
2.1.B. MBA liên lạc ...................................................................................................... 21
2.1.B.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA .................................................. 23
2.1.B.2. MBA tự ngẫu .................................................................................................. 23
2.2.B. Tính toán tốn thất điện năng trong máy biến áp ................................................ 28
CHƯƠNG III .............................................................................................................. 31
TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ................ 31
3.1. Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối ......................................................................... 31
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

3.1.1. Phương án I ......................................................................................................... 31
3.1.2. Phương án II ....................................................................................................... 32
3.2. Tính toán kinh tế, kỹ thuật. Chọn phương án tối ưu ............................................. 33
3.2.1. Các chỉ tiêu kinh tế của phương án I .................................................................. 33
3.2.2. Các chỉ tiêu kinh tế của phương án II ................................................................. 34
3.3. So sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Chọn phương án tối ưu ................................... 36
CHƯƠNG IV .............................................................................................................. 37
TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH ........................................................................ 37
4.1. Chọn điểm ngắn mạch ........................................................................................... 37
4.2. Lập sơ đồ thay thế.................................................................................................. 38
4.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm ............................................................................ 41
4.3.1. Điểm ngắn mạch N1 ........................................................................................... 41
4.3.2. Điểm ngắn mạch N2 ........................................................................................... 43
4.3.3. Điểm ngắn mạch N3 ........................................................................................... 45
4.3.4. Điểm ngắn mạch N3’ .......................................................................................... 47
4.3.5. Điểm ngắn mạch N4 ........................................................................................... 47
CHƯƠNG V ................................................................................................................ 48
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN ..................................................................... 48
5.1. Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp ........................................................... 48
5.1.1. Cấp điện áp 220 kV ............................................................................................ 48
5.1.2. Cấp điện áp 110 kV ............................................................................................ 49
5.1.3. Cấp điện áp 10,5 kV ........................................................................................... 49
5.2. Chọn máy cắt và Dao cách ly ................................................................................ 50
5.2.1. Chọn máy cắt ...................................................................................................... 50
5.2.2. Chọn dao cách ly ................................................................................................ 51
5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát................................................................ 52
5.3.1. Chọn loại và tiết diện .......................................................................................... 52

5.3.2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch ............................................................... 54
5.3.3. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng ......................................................................... 56
5.4. Chọn thanh dẫn mềm ............................................................................................. 57
5.4.1. Chọn thanh góp cấp điện áp 220(kV) ................................................................. 58
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

5.4.2. Chọn thanh góp cấp điện áp 110(kV) ................................................................. 61
5.5. Chọn cáp và kháng điện đường dây ...................................................................... 64
5.5.1. Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát .............................................................. 64
5.5.2. Chọn kháng điện đường dây ............................................................................... 67
5.6. Chọn máy biến áp đo lường................................................................................... 71
5.6.1. Chọn máy biến dòng điện. .................................................................................. 71
5.6.2. Chọn máy biến điện áp. ...................................................................................... 75
5.6.3. Hình vẽ sơ đồ nối các dụng cụ đo ...................................................................... 78
5.7. Chọn chống sét van................................................................................................ 78
CHƯƠNG VI .............................................................................................................. 80
CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG ...................................................... 80
6.1. Sơ đồ tự dùng......................................................................................................... 80
6.2. Chọn các thiết bị điện và khí cụ cho tự dùng ........................................................ 82
6.2.1. Chọn máy biến áp ............................................................................................... 82
6.2.2. Chọn máy cắt 6,3(kV) ........................................................................................ 84
6.2.3. Tính toán ngắn mạch chọn Aptômat và cầu dao ................................................ 85
PHẦN II ....................................................................................................................... 88

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 22/0,4 kV ĐỂ CUNG CẤP CHO
MỘT TỔ HỢP TÒA NHÀ CHUNG CƯ.................................................................. 88
CHƯƠNG I ................................................................................................................. 89
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN ......................................................................... 89
1.1. Tính toán phụ tải cho từng hộ gia đình .................................................................. 89
1.2. Xác định phụ tải tính toán cho tổ hợp tòa nhà chung cư ....................................... 93
CHƯƠNG II ................................................................................................................ 95
CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ .. 95
2.1. Chọn máy biến áp .................................................................................................. 95
2.2. Chọn thiết bị trung thế ........................................................................................... 95
2.3. Chọn thiết bị hạ áp ................................................................................................. 99
2.4. Chọn kích thước trạm biến áp hợp bộ ................................................................. 107
2.5. Thiết kế cách lắp đặt ............................................................................................ 108
CHƯƠNG III ............................................................................................................ 109
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP ................................................... 109
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

3.1. Điện trở nối đất của thanh: .................................................................................. 109
3.2. Điện trở nối đất của cọc ....................................................................................... 109
3.3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc .............................................................. 110

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH
PHẦN I
Chương I:
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy phát nhiệt điện.
Bảng 1.2. Bảng biến thiên công suất
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 II :
Bảng 2.1. Phân bố 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
Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật MBA tự ngẫu phương án I
Bảng 2.5. Phân bố công suất cho các cấp điện áp MBA tự ngẫu phương án II
Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B1 phương án II
Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật MBA 2 cuộn dây B4,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
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

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 III
Bảng 3.1. Vốn đầu tư MBA phương án I
Bảng 3.2. Vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án I
Bảng 3.3. Vốn đầu tư MBA phương án II
Bảng 3.4. Vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án II
Bảng 3.5. 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 IV
Bảng 4.1. Kết quả tính toán dòng ngắn mạch
Hình 4.1. Sơ đồ các điểm tính toán ngắn mạch
Hình 4.2. Sơ đồ thay thế tính toán nhà máy cho tính ngắn mạch
Hình 4.3. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch
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 V:
Bảng 5.1. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp
Bảng 5.2. Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của máy cắt
Bảng 5.3. Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của dao cách ly
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Bảng 5.4. Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn hình máng
Bảng 5.5. Các thông số kỹ thuật của sứ đỡ
Bảng 5.6. Thông số kỹ thuật của thanh dẫn mềm 220kV
Bảng 5.7. Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t
Bảng 5.8. Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật của thanh dẫn mềm 110kV
Bảng 5.10. Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t
Bảng 5.11. Tính toán xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ
Bảng 5.12. Thông số kỹ thuật cáp đường đơn
Bảng 5.13. Thông số máy cắt cho cáp 1
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 thuật BU cấp điện áp 110 kV
Bảng 5.20 . Thông số kỹ thuật BU cấp điện áp 220 kV
Bảng 5.21 . Thông số kỹ thuật của chống sét van được chọn
Hình 5.1. Mặt cắt thanh dẫn hình máng
Hình 5.2. Hình vẽ chọn sứ
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 VI
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
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

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
Chương I

Bảng 1.1. Các thiết bị điện của căn hộ loại I
Bảng 1.2. Số liệu tính toán của căn hộ loại I
Bảng 1.3. Các thiết bị điện của căn hộ loại II
Bảng 1.4. Số liệu tính toán của căn hộ loại I
Bảng 1.5. Các thiết bị điện của căn hộ loại III
Bảng 1.6. Số liệu tính toán của căn hộ loại III
Chương II
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật máy biến áp
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của cầu chì cao áp
Bảng 2.3. Thông số chống sét van phía cao áp
Bảng 2.4. Thông số sứ hạ áp
Bảng 2.5. Thông số của máy biến dòng điện
Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật của cáp cao áp
Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật của cáp hạ áp
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý ngăn trung thế TBA
Hình 2.2. Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía cao áp
Hình 2.3. Sơ đồ tính toán ngắn mạch phía hạ áp
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý ngăn hạ thế
GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Hình 2.5. Hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh TBA hợp bộ
Hình 2.6. Hình chiếu bằng TBA hợp bộ
Chương III

Hình 3.1. Sơ đồ mặt bằng bố trí tiếp địa

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

DCL

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

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1



Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

1

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG 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 55 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
Loại máy

S

P

n

U

(MVA) (MW) (v/p)
TBΦ-60-2T

68,75

55

cosφ

Xd’’

Xd’

Xd

(kV)

3000

10,5

0,8

0,1316 0,202 1,5131

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 )
.S max 
.Pmax
100
100.cos

(1-1)

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.

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

2

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Bảng 1.2: Bảng biến thiên công suất
Giờ

0-4 4-6

6-8

S UF

80

80

70

70

70

80

90

100

90

90

80

S UT

90

90

80

80

70

90

90

100

80

80

80

S UC

70

70

80

80

80

90

90

90

90

90

80

S TNM

80

80

80

80

90

100

100

100

90

90

90

8-10 10-12 12-14

14-16

16-18 18-20 20-22 22-24

1.2.1. Phụ tải toàn nhà máy
Với PTNMmax = n.PdmF = 5.55 = 275 MW; cos = 0,8
Phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm từ 0 - 4h được xác định theo công thức (1-1) :
STNM  04 

80
 275  275( MVA)
100.0,8

1.2.2. Phụ tải tự dùng
Phụ tải tự dùng được xác định theo công thức sau:
STD (t) =

S t 
 % n.PdmF
 (0, 4  0, 6. TNM
) (1-2)
.
100 cos TD
n.SdmF

Với : cosTD = 0,85,  = 8%, n = 5.
STD(0-4) =

8 5.55
275
.
.(0, 4  0, 6.
)  22, 776(MVA)

100 0,85
5.68, 75

1.2.3. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp
a. Phụ tải cấp 220 kV.
Theo bài cho: PUCmax = 120 MW; cos = 0,85
Công suất phụ tải cao áp 220 kV được xác định theo công thức (1-1):
SUC (04) 

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

SUC (04) %
100.cos 

.PUC max 

3

70
.120  98,824MVA
100.0,85

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

b. Phụ tải trung áp 110 kV

Ta có: PUTmax = 90 MW; cos = 0,86
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
.90  94,186MVA
100.0,86

c. Phụ tải cấp điện áp máy phát
Với: PFmax = 15 MW; cos = 0,85
Phụ tải địa phương tại thời điểm từ 0h – 4h được xác định theo công thức (1-1):
SUF (0 4) 

SUF (04) %
100.cos 

.PF max 

80
.15  14,118 MVA
100.0,85

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:

SVHT (t) = STNM (t) - [ STD(t) + SUT(t) + SUF(t) + SUC (t)] (1-2)
SVHT(0-4) = 275 – (22,776 + 94,186 + 14,118 + 98,824) = 45,096 (MVA)

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

4

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

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

18-20

20-22

22-24

S TNM

275

275

275

275

309,375

343,75

343,75

343,75

309,375

309,375

309,375

STD

22,776

22,776

22,776

22,776

24,329

25,882

25,882

25,882

24,329

24,329

24,329

S UC

98,824

98,824

112,941

112,941

112,941

127,059

127,059

127,059

127,059

127,059

112,941

S UT

94,186

94,186

83,721

83,721

73,256

94,186

94,186

104,651

83,721

83,721

83,721

S UF

14,118

14,118

12,353

12,353

12,353

14,118

15,882

17,647

15,882

15,882

14,118

SVHT

45,096

45,096

43,208

43,208

86,496

82,505

80,740

68,511

58,383

58,383

74,266

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

5

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Đồ thị phụ tải tổng hợp như hình vẽ sau:
S(t) MVA

400

STNM

350

300

SVHT
250

200

SUC

150

100

SUT

50

SĐP
STD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h)

Hình 1.1: Đồ thị phụ tải tổng hợp
Nhận xét:
Nhà máy thiết kế gồm có 5 tổ máy. Tổng công suất toàn nhà máy S =343,75MVA.
Cung cấp điện cho các phụ tải điện áp máy phát 10,5 kV, trung áp 110 kV, cao áp
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 = 17,647 MVA, Smin = 12,353 MVA
Phụ tải trung áp 110 kV: Smax = 104,651 MVA, Smin = 73,256 MVA
Phụ tải cao áp 220 kV: Smax = 127,059 MVA, Smin = 98,824 MVA
Công suất phát về hệ thống: Smax = 86,496 MVA, Smin = 43,208 MVA

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

6

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

1.3. Đề xuất các phương 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% 17, 647

.100%  12,83%  15%
2.SdmF
2.68, 75

Không cần thanh góp điện áp đầu cực máy phát, phụ tải điện áp máy phát
được lấy điện từ phía hạ áp máy biến áp liên lạc.
2. Chọn số lượng và loại máy biến áp làm liên lạc
- Hệ số có lợi:  

U C  UT 220  110

 0,5
UC
220

- 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 dưới 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 = 104,651 MVA,
Smin = 73,256 MVA
Mà: SdmF = 68,75 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:

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

7

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Phương án I:(hình 1.2)
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
Ưu điểm :
- Số lượng MBA 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.
- 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.
Nhược 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.

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

8

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1


Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

Phương án II:

HT

SUT

SUC

220 KV

110 KV

B2

B1

SĐP
F1

B4

B3

F2

SĐP
F3

F4

Hình 1.3. Phương án II
Ưu điểm :
- Phương án II 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.
Nhược điểm :
- Phương án II 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.

GVHD:Th.S Đặng Thành Trung

B5

9

SV:Trần Quang Thắng-Lớp Đ5H1

F5