Đồ án tốt nghiệp nguyễn công bình

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
Nhiệm vụ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ t n sinh vi n: Nguy n Công Bình
Lớp: Đ5H1

Ngành: Hệ thống điện

Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Nguy n Đăng Toản
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x 100 MW
Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây
1. Tự dùng nhà máy ; 4,5% , cosφ =0,85
2. Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV : Pmax = 160 MW, cos = 0,85
Gồm : 2 kép x 50MW x40 km và 1 đơn x 40MW x 30km
Đồ thị phụ tải biến thi n theo thời gian sau
t(giờ)

0-8

8-12

12-16

16-24

P/Pmax(%)

85

90

95

80

3. Hệ thống : Tổng công suất h thống không kể nhà máy là 4500MVA, dự trữ
của hệ thống là 300MVA, điện kháng tƣơng đối định mức đến thanh góp hệ
thống là X*đm=1,0(pu). Nhà máy li n kết hệ thống bằng một đƣờng dây kép
220kV dài 140km
4. Đồ thị phát công suất toàn nhà máy
t(giờ)

0-8

8-12

12-16

16-24

P/Pmax(%)

80

100

95

80

5. Khô có phụ tải địa phƣơng


PHẦN II: Tính toán ổn định nhà máy điện vừa thiết kế với các thông số động
đƣợc cho trƣớng hoặc mô phỏng sự làm việc của role khoảng cách bằng powerworld

Ngày giao nhiệm vụ:
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Trƣởng khoa

Giáo vi n hƣớng dẫn

TS. Trần Thanh Sơn

TS. Nguy n Đăng Toản


LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì ngành năng lƣợng là một
ngành công nghiệp quan trọng, nhu cầu sử dụng năng lƣợng ngày càng một cao do
vậy luôn đƣợc ƣu ti n phát triển hàng đầu. Năng lƣợng, theo cách nhìn tổng quát là
rất rộng lớn, là vô tận.
Tuy nhi n, nguồn năng lƣợng mà con ngƣời có thể khai thác phổ biến hiện nay
đang càng trở n n khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn tr n thế giới và nhà máy
điện là một phần không thể thiếu đƣợc của ngành năng lƣợng. Cùng với sự phát triển
của ngành năng lƣợng việc xây dựng các nhà máy điện và hoà vào hệ thống điện sẽ

nâng cao tính bảo đảm cung cấp điện li n tục cho các hộ ti u thụ điện vì chúng hỗ trợ
cho nhau khi có sự cố một nhà máy nào đó, nâng cao chất lƣợng điện năng, công suất
truyền tải, giảm tổn thất điện năng, ổn định cao trong hệ thống và đáp ứng các y u
cầu về chỉ ti u kinh tế kỹ thuật đề ra của ngành năng lƣợng.
Sau khi kết thúc bốn năm học của ngành hệ thống điện, em đƣợc giao nhiệm vụ
thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần:
Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện
Phần 2: Tính toán ổn định cho nhà máy Nhiệt Điện
Về sơ lƣợc em cũng hiểu biết đƣợc sâu hơn kiến thức về phần điện trong nhà
máy nhiệt điện hiện nay và sự hiểu biết về phần mềm power world tính toán ổn định
cho nhà máy nhiệt điện. Và đó cũng là sự trang bị kiến thức rất hữu ích cho công việc
của em sau khi ra trƣờng.
Hà nội, ngày tháng năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguy n Công Bình


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là thầy
TS.Nguy n Đăng Toản đã hƣớng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một lƣợng
kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện và ổn định trong hệ thống 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 trƣng của nghành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói ri ng đòi hỏi
nhiều về trình độ chuy n 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 bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận
tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua.


NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP

NHẬN XÉT CỦA GIẢO VIÊN HƢỚNG DẪN


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................. 1
NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP .................................................. 5
NHẬN XÉT CỦA GIẢO VIÊN HƢỚNG DẪN ........................................... 6
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .............................................. 7
MỤC LỤC ....................................................................................................... 8
CHƢƠNG 1. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ
XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY ........................................................................ 2
1.1

Lựa chọn máy phát điện......................................................................... 2

1.2

Tính toán phụ tải .................................................................................... 2

1.2.1 Phụ tải phía điện áp máy phát ........................................................... 3
1.2.2 Phụ tải toàn nhà máy ......................................................................... 3
1.2.3 Công suất tự dùng của nhà máy ........................................................ 4
1.2.4 Phụ tải phía trung áp .......................................................................... 5
1.2.5 Phụ tải cấp điện áp cao ...................................................................... 6
1.2.6 Công suất phụ tải về hệ thống ........................................................... 6

1.2.7 Nhận xét chung .................................................................................. 8
1.3

Đề xuất các phƣơng án nối điện chính .................................................. 9

1.3.1 Cơ sở chung để đề xuất các phƣơng án nối điện ............................. 10
1.3.2 Đề xuất các phƣơng án nối điện ...................................................... 11
CHƢƠNG 2. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP ....................................... 14
2.1

Phƣơng án 1 ......................................................................................... 14

2.1.1 Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp .................... 14
2.1.2 Tính toán lựa chọn máy biến áp hai đƣờng dây .............................. 15
2.1.3 MBA li n lạc ................................................................................... 15
2.1.4 Kiểm tra quá tải máy biến áp .......................................................... 17


2.1.5 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp .............................. 22
2.2

Phƣơng án 2 ......................................................................................... 24

2.2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp .................... 24
2.2.2 Tính toán lựa chọn máy biến áp hai đƣờng dây .............................. 24
2.2.3 MBA li n lạc ................................................................................... 25
2.2.4 Kiểm tra quá tải khi sự cố ............................................................... 27
2.2.5 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp .............................. 30
2.2.6 Tính toán tổn that trong máy biến áp 2 cuộn dây ............................ 30
2.2.7 Tính tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu ................................... 31

CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN
TỐI ƢU................................ ....................................................................................... 33
3.1

Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối ....................................................... 33

3.1.1 Phƣơng án 1 ..................................................................................... 33
3.1.2 Phƣơng án 2 ..................................................................................... 34
3.2

Tính toán kinh tế, kỹ thuật, chọn phƣơng án tối ƣu............................. 34

3.2.1 Các chỉ ti u kinh tế của phƣơng án 1 .............................................. 34
3.2.2 Các chỉ ti u kinh tế của phƣơng án 2 .............................................. 36
3.3

So sánh chỉ ti u kinh tế, kỹ thuật. Chọn phƣơng án tối ƣu .................. 38

3.3.1 Nhận xét các phƣơng án .................................................................. 38
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH ........................................ 40

4.1

Chọn điểm ngắn mạch ......................................................................... 40

4.2

Lập sơ đồ thay thế ................................................................................ 40

4.3

Tính toán ngắn mạch theo điểm........................................................... 44

4.3.1 Điểm ngắn mạch N1 ........................................................................ 44
4.3.2 Điểm ngắn mạch N2 ........................................................................ 46
4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 ........................................................................ 49


4.3.4 Điểm ngắn mạch N3’ ...................................................................... 51
4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 ........................................................................ 52
CHƢƠNG 5. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN ..................................... 53
5.1

Tính toán dòng cƣỡng bức các cấp điện áp ......................................... 53

5.1.1 Cấp điện áp 220 kV ......................................................................... 53
5.1.2 Cấp điện áp 110 kV ......................................................................... 54
5.1.3 Cấp điện áp 10,5 kV ........................................................................ 54
5.2

Chọn máy cắt và dao cách ly ............................................................... 55

5.2.1 Chọn máy cắt ................................................................................... 55
5.2.2 Chọn dao cách ly ............................................................................. 56
5.3

Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát .............................................. 57

5.3.1 Chọn loại và tiết diện....................................................................... 57
5.3.1 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch ............................................ 58

5.3.2 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).............................................. 64
5.4.2 Chọn thanh góp cấp điện áp 110kV ................................................ 67
5.5

Chọn máy biến áp đo lƣờng ................................................................. 70

5.5.1 Chọn máy biến dòng điện ................................................................ 70
5.5.2 Chọn máy biến điện áp. ................................................................... 74
5.5.1 Hình vẽ sơ đồ nối các dụng cụ đo ................................................... 77
5.6

Chọn chống sét van .............................................................................. 77

CHƢƠNG 6. CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG ....................... 79
6.1

Sơ đồ tự dùng ....................................................................................... 79

6.2

Chọn các thiết bị điện và khí cụ cho tự dùng ...................................... 81

6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 1. (10,5/6,3kV) .............................. 81

6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 ..................................................... 83
6.2.3 Chọn máy cắt 6,3(kV) ..................................................................... 83
6.3

Chọn áptômát ....................................................................................... 85

6.4

Nhận xét chƣơng .................................................................................. 86

CHƢƠNG 7. TÌM HIỂU CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH .......................................... 88
7.1

Định nghĩa............................................................................................ 88

7.2

Ổn định quá độ ..................................................................................... 89

7.2.1 Định nghĩa theo IEEE...................................................................... 89
7.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng tới ổn định quá độ ....................................... 89
7.2.3 Các phƣơng pháp nghi n cứu .......................................................... 89
7.3

Phần mềm powerworld ........................................................................ 91

7.3.1 Chức năng giới thiệu ....................................................................... 91
7.3.2 Mô hình thiết bị ............................................................................... 91

7.3.3 Tạo một case mới ............................................................................ 92
7.4

Nhận xét chƣơng .................................................................................. 93

CHƢƠNG 8. KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ..... 94
8.1

Đề xuất các phƣơng án nâng cao ổn định ........................................... 94

8.1.1 Các yếu tố ảnh hƣởng tới ổn định quá độ ....................................... 94
8.1.2 Các biện pháp nâng cao ổn định ...................................................... 94
8.2

Mô phỏng khi chỉ có thông số động của máy phát điện ...................... 97

8.2.1 Khi ngắn mạch thoáng qua tr n thanh góp 220 kV ......................... 97
8.2.2 Khi ngắn mạch thoáng qua ở giữa đƣờng dây............................... 100
8.3

Mô phỏng khi có kích từ .................................................................... 103

8.3.1 Khi ngắn mạch thoáng qua tr n thanh góp 220 kV ....................... 103
8.3.2 Khi ngắn mạch thoáng qua ở giữa đƣờng dây............................... 104
8.4

Mô phỏng khi có kích từ và bộ ổn định công suất............................. 105


8.4.1 Khi ngắn mạch thoáng qua tr n thanh góp 220 kV ....................... 105

8.4.2 Khi ngắn mạch thoáng qua ở giữa đƣờng dây............................... 106
8.5

Nhận xét chƣơng ................................................................................ 107

KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................... 108
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................... 109


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG

Hình vẽ 1-1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy ............................................................ 4
Hình vẽ 1-2: Đồ thị phụ tải phía tự dùng .............................................................. 5
Hình vẽ 1-3: Đồ thị phụ tải phía điện áp trung áp ................................................ 6
Hình vẽ 1-4: Đồ thị phụ tải hệ thống .................................................................... 8
Hình vẽ 1-5 : Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy ............................................. 9
Hình vẽ 2-1: Sơ đồ nối điện phƣơng án 1 ........................................................... 14
Hình vẽ 2-2: Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp ............................... 17
Hình vẽ 2-3: Sự cố hỏng MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực đại ...... 19
Hình vẽ 2-4: Sự cố hỏng 1 MBA tự ngẫu tại thời điểm phụ tải trung cực tiểu .. 21
Hình vẽ 2-5: Sơ đồ nối điện phƣơng án 2 ........................................................... 24
Hình vẽ 2-6: Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn b n trung áp ................................ 27
Hình vẽ 2-7: Sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu ................................................... 28
Hình vẽ 4-1: Hình vẽ các điểm tính toán ngắn mạch ......................................... 40
Hình vẽ 4-2: Sơ đồ thay thế tính toán nhà máy cho tính toán ngắn mạch .......... 41
Hình vẽ 4-3 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch................................................ 43
Hình vẽ 4-4: Sơ đồ tính toán ngắn mạch tại điểm N2 ........................................ 47
Hình vẽ 5-1: Mặt cắt thanh dẫn hình máng ........................................................ 58
Hình vẽ 5-2: hình vẽ chọn sứ .............................................................................. 61
Hình vẽ 5-3: Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch

MF ............................................................................................................................... 77
Hình vẽ 7-1: Sơ đồ ổn định hệ thống điện .......................................................... 88
Hình vẽ 7-2: Sơ đồ toàn nhà máy nhiệt điện tr n phần mềm PowerWorld ........ 92
Hình vẽ 8-1: Biểu thị loại ngắn mạch và thời gian ngắn mạch tr n TG 220kV . 97
Hình vẽ 8-2: Cách chọn dạnh đồ thị ................................................................... 98


Hình vẽ 8-3: Góc rotor của MPDD1 khi NM trong 0,11s và chƣa có kích từ ... 99
Hình vẽ 8-4: Góc rotor của MPDD1 khi NM trện TG trong 0,3s và chƣa có kích
từ ................................................................................................................................ 100
Hình vẽ 8-5: Biểu thị loại ngắn mạch và thời gian ngắn mạch ở giữa đƣờng dây
................................................................................................................................... 101
Hình vẽ 8-6: Góc rotor của MPĐ1 khi NM ở giữa đƣờng dây với thời gian NM
0,11s và khi chƣa có kích từ ..................................................................................... 102
Hình vẽ 8-7: Góc rotor của MPĐ1 khi NM tr n TG với thời gian NM 0,19s và
khi có kích từ ............................................................................................................. 103
Hình vẽ 8-8: : Góc rotor của MPĐ1 khi NM ở giữa đƣờng dây với thời gian NM
0,3s và khi có kích từ ................................................................................................. 104
Hình vẽ 8-9: Góc rotor của MPĐ1 khi NM tr n TG trong 0,19s và có kích từ,
PSS............................................................................................................................. 105
Hình vẽ 8-10: Góc rotor của MPĐ1 khi NM ở giữa đƣờng dây với thời gian NM
0,33s và khi có kích từ, PSS ...................................................................................... 106

Bảng 1-1: Thông số máy phát điện ...................................................................... 2
Bảng 1-2: Phụ tải toàn nhà máy ............................................................................ 3
Bảng 1-3: Bảng tính toán công suất tự dùng ........................................................ 5
Bảng 1-4: Phụ tải phía điện áp trung .................................................................... 6
Bảng 1-5: Phụ tải hệ thống ................................................................................... 7
Bảng 1-6 : Bảng tổng hợp kết quả ........................................................................ 9
Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật của máy biến áp hai cuộn dây B3,B4 .................. 15

Bảng 2-2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu ...................................... 16
Bảng 2-3: Phân bố công suất cho các cấp điện áp của máy biến áp tự ngẫu ...... 17
Bảng 2-4: Thông số MBA 2 cuộn dây B3 và B4 ................................................ 25
Bảng 2-5: Thông số kỹ thuật của máy biến áp tự ngẫu ...................................... 25
Bảng 2-6: Phân bố công suất cho các cấp biến áp cả máy biến áp tự ngẫu ........ 26


Bảng 2-7: Tổn thất MBA của 2 phƣơng án ........................................................ 32
Bảng 3-1: Vốn đầu tƣ cho các máy biến áp phƣơng án 1 ................................... 35
Bảng 3-2:Vốn đầu tƣ cho thiết bị phân phối phƣơng án 1 ................................. 35
Bảng 3-3 Vốn đầu tƣ cho các máy biến áp phƣơng án 2 .................................... 37
Bảng 3-4: Vốn đầu tƣ cho thiết bị phân phối phƣơng án 2 ................................ 37
Bảng 3-5: Bảng tính toán kết quả kinh tế của cả 2 phƣơng án ........................... 38
Bảng 4-1: Kết quả tính toán dòng ngắn mạch .................................................... 52
Bảng 5-1: Dòng cƣỡng bức các cấp điện áp ....................................................... 55
Bảng 5-2: Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của máy cắt ........................ 56
Bảng 5-3 :Thông số tính toán và thông số kỹ thuật của dao cách ly .................. 56
Bảng 5-4: Các thông số kỹ thuật của thanh dẫn hình máng ............................... 58
Bảng 5-5: Các thông số kỹ thuật của sứ đỡ ........................................................ 62
Bảng 5-6: Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 220kV............... 64
Bảng 5-7: Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t ............... 65
Bảng 5-8: Tính toán xung lƣợng nhiệt thành phần chu kỳ ................................. 66
Bảng 5-9: Thông số kỹ thuật của thanh góp mềm cấp điện áp 110kV ............... 67
Bảng 5-10: Kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các mốc thời gian t .............. 69
Bảng 5-11: Tính toán xung lƣợng nhiệt thành phần chu kỳ ............................... 69
Bảng 5-12: Thông số BI phía 10,5 kV ................................................................ 71
Bảng 5-13: Công suất các cuộn dây dụng cụ đo lƣờng ...................................... 71
Bảng 5-14: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 110kV .............. 72
Bảng 5-15: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng cấp điện áp 220kV .............. 73
Bảng 5-16: Thông số các dụng cụ phụ tải của máy biến dòng ........................... 74

Bảng 5-17: Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp điện áp 10,5kV ......... 75
Bảng 5-18: Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp điện áp 110kV .......... 76
Bảng 5-19: Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cấp điện áp 220kV .......... 77


Bảng 5-19: Thông số kỹ thuật của chống sét van ............................................... 78
Bảng 6-1: Thông số máy biến áp tự dùng ri ng 10,5/6,3 kV ............................. 81
Bảng 6-2: Thông số máy biến áp tự dùng chung 10,5/6,3 kV............................ 81
Bảng 6-3: Thông số máy cắt 8DA10 phía cao của MBA tự dùng cấp 1 ............ 82
Bảng 6-4: Thông số dao cách ly tự dùng 10,5 kV .............................................. 83
Bảng 6-5: Thông số máy biến áp tự dùng cấp 2 ................................................. 83
Bảng 6-6: Thông số máy cắt tự dùng 6,3 kV ..................................................... 85
Bảng 6-7: Thông số áptômát ............................................................................... 86
Bảng 7-1: Thông số động máy phát điện ............................................................ 91
Bảng 7-2: Thông số kích từ ................................................................................ 91
Bảng 7-3: Thống số bộ ổn định công suất PSS .................................................. 91


1

PHẦN 1
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


2

CHƢƠNG 1.
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1 Lựa chọn máy phát điện
Căn cứ vào y u cầu thiết kế cho nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất
mỗi tổ máy là 100 MW, ta chọn máy phát điện có các thông số ghi tr n bảng sau:
Bảng 1-1: Thông số máy phát điện
Loại máy

TB100-2

n

S

P

U

(v/p)

(MVA)

(MW)

(kV)

3000

117,5

100

10,5

Cosφ

0,85

Iđm

Xd”

Xd’

Xd

(kA)

(pu)

(pu)

(pu)

6,475

0,183

0,263

1,79

1.2 Tính toán phụ tải
Để đảm bảo chất lƣợng điện năng cho các hộ ti u thụ cũng nhƣ đảm bảo điều
kiện cần cho chế độ xác lập tồn tại đƣợc thì tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà
máy điện phát ra phải cân bằng với lƣợng điện năng ti u thụ tại các hộ ti u thụ kể cả
tổn thất điện năng.
Trong thực tế lƣợng điện năng ti u thụ tại các hộ ti u thụ luôn luôn biến đổi
theo thời gian, do vậy việc nắm đƣợc quy luật biến đổi này có ý nghĩa rất quan trọng
trong thiết kế và vận hành hệ thống điện. Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể lựa chọn
đƣợc các phƣơng án nối điện hợp lý, đảm bảo các điều kiện kinh tế - kỹ thuật, nâng
cao độ tin cậy cung cấp điện.
Trong nhiệm vụ thiết kế, đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các
cấp điện áp đã đƣợc cho dƣới dạng phần trăm công suất tác dụng cực đại Pmax và hệ
số cosφ nhờ đó ta tính đƣợc đồ thị phụ tải theo công suất biểu kiến nhƣ sau:
S(t) =

Pt 
Cos 

với P(t) =

P% t .Pmax
100

trong đó :
GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình

3
–

S(t)

: Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA)

–

cosφ : Hệ số công suất trung bình của phụ tải.

–

P(t) : Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t (MW) tính theo phụ tải
tác dụng P%(t) của phụ tải cực đại Pmax.

1.2.1 Phụ tải phía điện áp máy phát
Theo y u cầu thiết kế không có phụ tải phía điện áp máy phát

1.2.2 Phụ tải toàn nhà máy
Công suất phát của toàn nhà máy đƣợc cho trong nhiệm vụ thiết kế, ở đó công
suất phát của toàn nhà máy tính theo phần trăm đƣợc cho bởi công thức:
PNM% =

PNM
100
PNMdm

Từ đó tính đƣợc công suất tác dụng và công suất biểu kiến phát của nhà máy là:
PNM =

PNM %.PNMdm
100
=>

SNM =

PNM
Cos

Kết quả tính toán cho Bảng 1-2
Bảng 1-2: Phụ tải toàn nhà máy
Giờ (h)

0÷4

4÷8

8 ÷ 10

10÷12

12÷16

16÷18

18÷20

20÷22

22÷24

PNM (%)

80

80

100

100

95

80

80

80

80

PNM (MW)

320

320

400

400

380

320

320

320

320

470,6

470,6

447,05

376,5

376,5

376,5

376,5

SNM (MVA)

376,5 376,5

Dựa vào kết quả này ta vẽ đƣợc đồ thị phụ tải ngày của toàn nhà máy (theo
MW) nhƣ Hình vẽ 1-1 dƣới đây.

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


4

500
450
400
350
300
250
200
150
100
50

t (h)

0
0

5

10

15

20

25

Hình vẽ 1-1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1.2.3 Công suất tự dùng của nhà máy
Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện đƣợc xác định theo công thức:
Std  t  

 td % n.PđmF
.
100 costd

S NM  t  

.  0, 4  0, 6.
 (MVA)

n.SđmF 


trong đó:
–

Std(t) : Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t

–

SđmF (MVA), PđmF(MW) : Công suất biểu kiến, công suất tác dụng định mức của
1 tổ máy

–

αtd% : Lƣợng điện phần trăm tự dùng

–

n : Số tổ máy phát

–

cosφtd : Hệ số công suất phụ tải tự dùng
αtd% = 4,5% ; cosφtd = 0,85
Kết quả tính toán cho Bảng 1-3

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


5
Bảng 1-3: Bảng tính toán công suất tự dùng
Giờ (h)

0÷4

4÷8

8 ÷ 10

10 ÷12

12 ÷16

16 ÷18

18 ÷20

20 ÷22

22 ÷24

SNM (MW)

376,5

376,5

470,6

470,6

447,05

376,5

376,5

376,5

376,5

STD (MVA)

18,65

18,85

21,19

21,19

20,56

18,65

18,65

18,65

18,65

Dựa vào kết quả này ta vẽ đƣợc đồ thị phụ tải ngày của toàn nhà máy (theo
MW) nhƣ Hình vẽ 1-2 dƣới đây.

21,5
21
20,5
20
19,5
19

t(h)

18,5
0

5

10

15

20

25

Hình vẽ 1-2: Đồ thị phụ tải phía tự dùng

1.2.4 Phụ tải phía trung áp
Nhiệm vụ thiết kế đã cho P110max = 160 MW và costb = 0,85 : gồm 2 kép x 80
MW x 40km và 1 đơn x 40 MW x 30km. Để xác định đồ thị phụ tải phía trung áp
phải căn cứ vào sự biến thi n phụ tải hàng ngày đã cho theo công thức :
ST (t ) 

PUT (t )
cos tb

với PUT (t ) 

PUT %
PUT max
100

Kết quả tính toán cho bảng

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


6
Bảng 1-4: Phụ tải phía điện áp trung
Giờ (h)

0÷4

4÷8

8 ÷ 10

10÷12

12÷16

16÷18

18÷20

20 ÷22

22÷24

PUT %

85

85

90

90

95

80

80

80

80

PUT (MW)

136

136

144

144

152

128

128

128

128

SUT (MVA)

160

160

175,6

175,6

178,8

150,5

150,5

150,5

150,5

Đồ thị phụ tải phía trung áp cho ở Hình vẽ 1-3

185
180
175
170
165
160
155
150

t(h)

145
0

5

10

15

20

25

Hình vẽ 1-3: Đồ thị phụ tải phía điện áp trung áp

1.2.5 Phụ tải cấp điện áp cao
Không có cấp điện áp cao
1.2.6 Công suất phụ tải về hệ thống
Toàn bộ công suất thừa của nhà máy đƣợc phát l n hệ thống qua đƣờng dây kép
dài 140 km. Tổng công suất hệ thống SHT = 4500 MVA với điện kháng định mức XHT
=1. Dự trữ quay của hệ thống SdtHT=300 MVA . Nhƣ vậy phƣơng trình cân bằng công
suất toàn nhà máy là:
SNM(t) = Std(t) + SUT(t) + SUC(t) + Svht(t)
GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


7
Svht(t) = SNM(t) – Std(t) – SUT(t) – SUC(t)
STGC(t) = Svht(t)
trong đó:
–

Svht(t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t (MVA)

–

SNM(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)

–

SUT(t) : Công suất phụ tải điện áp trung, cao áp tại thời đi (MVA)

–

SUC(t) : Công suất phụ tải điện áp cao tại thời điểm t (MVA)

–

STGC(t) : Công suất phụ tải thanh góp cao áp (MVA)
Kết quả tính toán cho bảng
Bảng 1-5: Phụ tải hệ thống
Giờ (h)

0÷4

4÷8

8 ÷ 10

10÷12

12÷16

16÷18

18÷20

20÷22

22÷24

SNM (MVA)

376,5

376,5

470,6

470,6

447,05

376,5

376,5

376,5

376,5

SUT (MVA)

160

160

175,6

175,6

178,8

150,5

150,5

150,5

150,5

Std (MVA)

18,65

18,65

21,19

21,19

20,56

18,65

18,65

18,65

18,65

SVHT (MVA) 197,85 197,85 273,81 273,81 247,69 207,35 207,35 207,35 207,35

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


8

300
250
200
150
100
50

t (h)

0
0

5

10

15

20

25

Hình vẽ 1-4: Đồ thị phụ tải hệ thống

1.2.7 Nhận xét chung
–

Svht >0, bởi vậy nhà máy nhiệt điện luôn phát công suất thừa cho hệ thống

–

Phụ tải nhà máy phân bố không đều và giá trị công suất cực đại có trị số là:

–

SUT max = 175,6 (MVA)

–

SVHT max = 273,82 (MVA)

–

Tổng công suất định mức của hệ thống là 4500 MVA, dự trữ quay của hệ thống
SdtHT = 300 MVA. Giá trị này lớn hơn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát
l n hệ thống SVHTmax = 273,81 MVA

–

Phụ tải điện hệ thống chiếm phần lớn công suất nhà máy do đó việc đảm bảo
cung cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng.

–

Từ các kết quả tính toán tr n ta xây dựng đƣợc đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà
máy nhƣ sau:

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình


9
S(MVA)

500
450
400
350
300

S TD

250

S UT

200

S VHT

150

S TNM

100
50
t(h)

0

4

8

10 12

16 18 20 22 24

Hình vẽ 1-5 : Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy

1.3 Đề xuất các phƣơng án nối điện chính
Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng
trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi
ích kinh tế mà còn đáp ứng đƣợc các y u cầu kỹ thuật
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi
tổ máy là 100 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau:

Bảng 1-6 : Bảng tổng hợp kết quả
SNM

STD

SUT

STGcao

(MVA)

(MVA)

(MVA)

(MVA)

Giá trị max

470,6

21,19

178,8

273,81

Giá trị min

376,5

18,65

150,5

197,85

Phụ tải

GVHD: TS. Nguyễn Đăng Toản

SV: Nguyễn Công Bình