BTL NHÀ MÁY ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP

MỤC LỤC
PHẦN 1: LÝ THUYẾT....................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP....................................................................................3
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................................................3
1.2. PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP........................................................................................................3
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP...........................................5
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................................................5
2.2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI.............................................................................................................................5
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM_CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY
BIẾN ÁP.......................................................................................................................................................6
3.1. TỔNG QUAN...................................................................................................................................6
3.2. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP................................................................6
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP...................................9
4.1.TỔNG QUAN....................................................................................................................................9
4.2. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU..................................................9
4.3. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA BA PHA HAI CUỘN DÂY.......................................10
CHƯƠNG 5 :TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN
.....................................................................................................................................................................11
5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................................11
PHẦN 2 : BÀI TẬP........................................................................................................................................12
2.1. CHỌN MÁY PHÁT............................................................................................................................12
2.2. VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NHÀ MÁY....................................................................................................12
2.3. VẠCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP, KIỂM TRA QUÁ TẢI MÁY BIẾN ÁP, TÍNH
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP...............................................................................14
2.4. : TÍNH DÒNG NGẮN MẠCH...........................................................................................................17
2.5. CHỌN MC, DCL, BI..........................................................................................................................19
2.5.1. Chọn máy cắt................................................................................................................................20
2.5.2. Chọn dao cách ly..........................................................................................................................20
2.5.3. Chọn máy biến dòng (BI)............................................................................................................21
2.6. VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ..................................................................................................................25

1


BÀI TẬP LỚN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
Nhà máy thiết kế là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có công suất tổng là n30
MW gồm n tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 30 MW.
Các cấp điện áp: 110/35/6 kV
- Phụ tải địa phương
Các số liệu ban đầu: Uđm = 6 kV; Pmax = 5 MW; cos = 0.86
t(h)
0 7
7 
12 
14 
20 
Công suất
12
14
20
24
P
70
100
80
100
70
%
- Phụ tải cấp 35 kV
Các số liệu ban đầu: Uđm = 35 kV; Pmax = 20 MW; cos = 0.86
t(h)

0 8
8  14
14 
20 
Công suất
20
24
P%
80
90
100
80
- Phụ tải toàn nhà máy
Các số liệu ban đầu: Pmax = 60 MW; cos = 0.8
t(h)
0 8
8 
12 
14 
20 
Công suất
12
14
20
24
P%
70
90
80
100

80
- Công suất tự dùng
Số liệu ban đầu cho:  = 6%; cos = 0.8
1. Chọn máy phát
2. Vẽ đồ thị phụ tải nhà máy
3. Vạch phương án và chọn máy biến áp, kiểm tra quá tải máy biến áp, tính tổn thất
điện năng trong máy biến áp
4. Tính toán dòng điện ngắn mạch
5. Tính chọn MC, DCL, BI các cấp điện áp
6. Vẽ sơ đồ nguyên lý
Ghi chú: n lấy như sau: nếu chữ số cuối cùng MSV lẻ thì lấy n= 3, chẵn lấy
n=4, khi số cuối cùng MSV bằng 0 lấy n= 5
Bài làm

2


PHẦN 1: LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Trạm biến áp là một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điện, dùng để
biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Công suất của máy biến áp, vị trí, số
lượng và phương thức vận hành của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Vì vậy việc chọn các trạm biến áp bao giờ
cũng phải gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện.
Dung lượng và các tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào
cấp điện áp của mạng, vào phương thức vận hành của trạm biến áp vv…Vì thế để lựa
chọn được trạm biến áp tốt nhất, chúng ta phải xét đến nhiều mặt và phải tiến hành tính
toán so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án đề ra.
Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau đây:

 Cấp cao áp:
 500 kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba vùng Bắc, Trung, Nam
 220 kV dùng cho mạng điện khu vực
 110 kV dùng cho mạng phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn
 Cấp trung áp:
 22 kV trung tính trực tiếp nối đất, dùng cho mạng điện địa phương, cung
cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư.
 Cấp hạ áp:
 380/220 V dùng trong mạng hạ áp. Trung tính trực tiếp nối đất
Do lịch sử để lại hiện nay ở nước ta cấp trung áp vẫn còn dùng 66kV, 35kV, 15kV,
10kV và 6kV. Nhưng trong tương lai các cấp điện áp nêu trên sẽ được cải tạo để dùng
thống nhất cấp 22kV.
1.2. PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP
* Phụ thuộc vào mục đích có thể phân loại trạm biến áp theo các cách sau:
 Theo điện áp chia thành trạm biến áp tăng áp và trạm biến áp giảm áp:
 Trạm biến áp tăng áp là trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ
cấp. Đây thường là trạm biến áp của các nhà máy điện tập trung điện năng
của các máy phát điện để phát về hệ thống điện và phụ tải ở xa.

3


 Trạm biến áp hạ áp là trạm biến áp có điện áp thứ cấp thấp hơn điện áp sơ
cấp. Đây thường là trạm biến áp có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống
điện để phân phối cho phụ tải.
 Theo chức năng có thể chia thành trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân
phối:
 Trạm biến áp trung gian hay thường gọi là trạm biến áp khu vực thường có
điện áp sơ cấp lớn ( 500, 220, 110 kV ) để lien lạc với các phụ tải có điện áp
khác nhau ( 220, 110, 22, 15 kV ) của các trạm biến áp phân phối.

 Trạm biến áp phân hối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương có nhiệm vụ
phân phối trực tiếp cho các hộ sử dụng điện của xí nghiệp, khu dân cư,
trường học…thường có cấp điện áp nhỏ ( 10, 6, 0,4 kV ).
 Theo hình thức và cấu trúc của trạm người ta chia thành trạm ngoài trời và trạm
trong nhà:
 Trạm biến áp ngoài trời: ở đây các thiết bị như dao cách ly, máy cắt, máy
biến áp, thanh góp… đều đặt ngoài trời. Riêng phần phân phối điện áp thấp
thì đặt trong nhà, hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng. Loại
này thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn, có đủ đất đai cần thiết
để đặt các thiết bị ngoài trời. Sử dụng loại trạm đặt ngoài trời sẽ tiết kiệm
được khá lớn về kinh phí xây dựng nên được khuyến khích dùng ở các nơi
có điều kiện.
 Trạm biến áp trong nhà: ở đây các thiết bị đều được đặt trong nhà. Loại
trạm này hay thường gặp ở các trạm phân xưởng hoặc các trạm biến áp của
các khu vực trong thành phố.

4


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta
là xác định phụ tải điện của công trình đó. Tùy theo quy mô công trình đó mà phụ tải điện
phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của
công trình đó trong tương lai 5 năm, 10 năm, hoặc lâu hơn nữa. Người thiết kế cần biết
đồ thị phụ tải để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt,
bảo vệ…để tính các tổn thất công suất, điện áp, để chọn thiết bị bù. Xác định phụ tải tính
toán chính xác là điều rất cần thiết vì nếu phụ tải xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ
làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy nỗ rất nguy hiểm. Nếu phụ
tải xác định lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện chọn sẽ quá lớn so với yêu

cầu, do đó gây lãng phí.
2.2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
Phụ tải điện là một hàm theo thời gian, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc điểm
của quá trình công nghệ, chế độ vận hành.

5


CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM_CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ
CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP
3.1. TỔNG QUAN
Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên hệ giữa nguồn và phụ tải.
Nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, có nhiệm vụ đảm
bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận. Với các trạm biến áp tiêu thụ
cũng có thể có máy phát dự phòng để cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ
thống, trong trường hợp này các máy phát dự phòng được xem là nguồn. Do đó hệ thống
luôn được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn luôn được
giữ liên lạc chặt chẽ.
Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trong có ảnh hưởng quyết
định đến toàn bộ thiết kế. Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:
 Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như máy biến áp, máy
cắt điện…cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành.
 Đảm bảo lien hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình
thường cũng như cưỡng bức ( có một phần tử không làm việc được )
 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần
biến áp không cần thiết.
 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt.
 Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay đổi cấu trúc đã chọn.
Thường một trạm biến áp có thể có nhiều phương án, cấu trúc khác nhau, để chọn
phương án nào cần cân nhắc các khía vạnh sau:

 Số lượng máy biến áp.
 Tổng công suất các máy biến áp.
 Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp
 Tổng tổn hao điện năng qua các máy biến áp.
3.2. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP
3.2.1. Chọn số lượng máy biến áp trong trạm
Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào các yếu tố: độ tin cậy cung cấp điện liên
tục, công suất, tổn thất, tính kinh tế…Vì thế có thể lựa chọn một, hai hoặc ba máy biến
áp.
Một máy biến áp được dùng trong trường hợp phụ tải không quan trọng. Trạm
thường được cung cấp điện bằng một đường dây từ hệ thống điện.Trạm biến áp khi xây
6


dựng thường chia làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu đặt một máy, khi phụ tải phát triển
(trong 2, 3 năm sau) sẽ đặt thêm máy biến áp thứ hai.Thiết kế như vậy có ưu điểm không
phải đặt hai máy biến áp ngay từ đầu, nếu chọn công suất máy biến áp theo phụ tải ngay
sau khi phát triển, giai đoạn đầu máy biến áp làm việc non tải, tổn hao không tải lớn. Còn
nếu chọn công suất theo phụ tải hiện tại, khi phát triển phải thay máy biến áp lớn hơn.
Trường hợp này cho phép giai đoạn đầu vận hành một máy biến áp thường ít có khả năng
sự cố máy biến áp, do máy biến áp còn mới, tuổi thọ còn cao. Hơn nữa thiết kế như vậy
vốn đầu tư ban đầu nhỏ, tận dụng vốn ban đầu tốt hơn. Tuy nhiên, tính liên tục trong cung
cấp điện trong trường hợp này không cao.
Hai máy biến áp là phương án thường được sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo liên
tục cung cấp điện cao.
 Phương án được thiết kế khi:


Có hai đường dây cung cấp từ hệ thống.



Khi không có máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải.



Không có khả năng chuyên chở và xây lắp máy biến áp lớn.

 Ba máy biến áp chỉ được sử dụng trong trường hợp đặc biệt:


Khi không có hai máy biến áp phù hợp.
Trạm biến áp đã xây dựng, khi phụ tải phát triển không có khả năng thay



thế hai máy mới phải đặt thêm máy biến áp thứ ba. Đặt ba máy biến áp thường
đưa đến tăng vốn đầu tư, tăng diện tích xây dựng, phức tạp trong xây lắp và vận
hành.
 Với yêu cầu thiết kế ta chọn phương án sử dụng hai máy biến áp vì:


Trạm được cấp điện từ hệ thống bằng hai đường dây.



Đảm bảo được tính cung cấp điện liên tục vì nếu có một máy biến áp hỏng

thì máy biến áp còn lại vẫn làm việc và sẽ đảm nhận việc cung cấp điện cho các
phụ tải. Nếu chọn một máy biến áp thì không đảm bảo được tính liên tục cung cấp

điện. Nếu chọn ba máy biến áp thì giá thành cao, tốn mặt bằng. Hơn nữa khả năng
chuyên chở máy biến áp lớn ở nước ta chưa cho phép do điều kiện đường sá, cầu
cống…
3.2.2. Chọn công suất máy biến áp
Máy biến áp cũng có lúc vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong
một khoảng thời gian mà không làm hỏng ngay máy biến áp.
7


Nếu trạm có đặt một máy biến áp thì chọn công suất định mức của nó trên cơ sở có
xét đến khả năng quá tải thường xuyên của máy biến áp đó.
Nếu trạm có đặt hai máy biến áp song song thì chọn công suất định mức của nó phải
xét đến khả năng quá tải sự cố khi hỏng một trong hai máy biến áp đó.
a) Quá tải thường xuyên.
Là chế độ quá tải mà một phần thời gian phụ tải của máy biến áp vượt quá công suất
định mức của máy và phần còn lại của chu kỳ khảo sát(ngày, năm) thì phụ tải của máy
biến áp thấp hơn công suất của nó.
 Trong đó:
+ Kqtbt : Hệ số quá tải bình thường được xác định theo đường cong quá tải bình
thường phụ thuộc vào K2, K1, T2 (là hệ số non tải, hệ số quá tải, thời gian quá tải được xác
định từ đồ thị phụ tải đẳng trị về bậc hai).
+ Smax : Công suất cực đại qua máy biến áp.
+ SdmB : Công suất định mức của máy biến áp.
b) Quá tải sự cố.
Nếu phụ tải của máy biến áp trước sự cố không vượt quá 93% công suất định mức
của máy, thì được phép quá tải 40% (nếu máy biến áp đặt ngoài trời) so với công suất
định mức trong khoảng thời gian 6 giờ liên tục trong ngày và kéo dài trong 5 ngày.
 Trong đó:
+ Kqtbt : Hệ số quá tải sự cố phụ thuộc vào khả năng tản nhiệt của máy biến áp.
+ Kqtsc = 1,4 nếu máy đặt ngoài trời. Kqtsc = 1,3 nếu máy đặt trong nhà.

+ Smax : Công suất cực đại qua máy biến áp.
+ SdmB : Công suất định mức của máy biến áp.

8


CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN
ÁP
4.1.TỔNG QUAN
Khi máy biến áp vận hành, bản thân nó tiêu thụ một lượng công suất ( PB ) gọi là tổn thất
qua máy biến áp và được xác định theo biểu thức:
 Trong đó:
+ P0: tổn thất không tải.

+ SdmB: công suất định mức máy biến áp.
+ St: công suất truyền qua máy biến áp theo đồ thị phụ tải qua các cuộn dây của
máy biến áp.
+ PN : gọi là tổn thất ngắn mạch qua máy biến áp.

4.2. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU
Cuộn hạ và cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu chỉ tính toán chế tạo với α lần công suất
định mức của máy biến áp.
SH = Sch = α SdmB
Do đó khi tính toán tổn thất có thể sử dụng các biểu thức của máy biến áp 3 cuộn
dây nhưng thay tỉ lệ công suất của các cuộn cao, trung, hạ là 100/100/ α . Trong đó α là hệ
số có lợi của máy biến áp tự ngẫu.

α=

 Khi có đồ thị phụ tải hình bậc thang, n máy làm việc song song

A= nP0T + ∑ ( + + ).Ti
 Khi không có đồ thị phụ tải :

∆A=n.P0.T + . ∑ (∆PNC..tc + ∆Pnt..tt + ∆PNH..th)

9


4.3. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA BA PHA HAI CUỘN DÂY
 Khi không có đồ thị phụ tải, xác định theo biểu thức:

A= nP0T +
 Khi có đồ thị phụ tải, xác định theo biểu thức:

A= nP0T + ∑ Si2Ti
 Trong đó:
+ n: số máy biến áp làm việc song song
+ t: thời gian làm việc của máy biến áp (giờ)
+ Si: công suất của n máy biến áp tương ứng với thời gian ti
+ T: thời gian tổn thất công suất cực đại phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực
đại Tmax và cos φ

Tmax = =

10


CHƯƠNG 5 :TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN
CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN

5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Các khí cụ điện và các phần dẫn điện của hệ thống điện trong điều kiện vận hành có
thể ở một trong hai chế độ cơ bản như sau:
Chế độ làm việc lâu dài: ở chế độ này các khí cụ điện và các phần dẫn điện sẽ làm
việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng định mức. Gồm có hai
trường hợp:
+ Trường hợp làm việc bình thường: là khi tất cả các thiết bị đều làm việc theo quy
định. Từ đây suy ra dòng điện bình thường cực đại Ibt,max
+ Trường hợp làm việc cưỡng bức: là khi có một phần tử nào đó phải nghỉ do sự cố
hoặc hư hỏng. Có thể có nhiều trường hợp cưỡng bức nhưng khi tính toán phải xét đến
trường hợp cưỡng bức nặng nề nhất. Từ đó suy ra dòng điện cưỡng bức cực đại: Icb,max
Chế độ chịu dòng ngắn mạch: trong tình trạng ngắn mạch các khí cụ điện và các phần
dẫn điện vẫn làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng các
điều kiện yêu cầu, nhất là các điều kiện về ổn định động và ổn định nhiệt. Tất nhiên khi
xảy ra ngắn mạch, để hạn chế tác hại của nó cần nhanh chóng loại trừ tình trạng ngắn
mạch. Như vậy dòng ngắn mạch là số liệu quan trọng để chọn và kiểm tra các thiết bị
điện, tuy nhiên chỉ cần tính ngắn mạch ba pha vì dòng ngắn mạch ba pha lớn hơn dòng
ngắn mạch hai pha và một pha.
=>Tóm lại: Việc tính toán chính xác dòng ngắn mạch và lựa chọn đúng đắn các khí cụ
điện và các phần dẫn điện có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo cho hệ thống cung
cấp điện với độ tin cậy cao, vận hành an toàn và kinh tế.

11


PHẦN 2 : BÀI TẬP
2.1. CHỌN MÁY PHÁT
- Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là 1 phần rất quan trọng. Nó quyết định đúng
sai của toàn bộ quá trình tính toán. Ta sẽ tiến hành tính toán cân đối công suất theo công
suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất các

cấp không giống nhau.
- Mã sinh viên :
 N=4
Công suất tổng = 4x30=120 Mw
Số tổ máy : 4 (tổ)
- Nhà máy điện gồm 4 máy phát mỗi máy là 30 Mw. Ta chọn các máy phát điện cùng
loại, điện áp định mức bằng 10.5 Kv.
Thông số máy phát
Thông số định mức

Điện kháng tương tối

N
(V/p)

S
MVA

P
MW

U
KV

Cosφ

1KA

X”d

X’d

Xd

3000

45

30

10.5

0.8

4.125

0.146

0.22

1.691

2.2. VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NHÀ MÁY
Bảng 1.1: Phụ tải ngày theo phần trăm Pmax
- Phụ tải địa phương
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 6 kV; Pmax = 5 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
P%

0 7

7  12

12  14

14  20

20  24

70

100

80

100

70

Bảng 1.2: Phụ tải ngày theo công suất tác dụng P (MW)
- Phụ tải địa phương
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 6 kV; Pmax = 5 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
P

0 7

7  12

12  14

14  20

20  24

3.5

5

4

5

3.5

12


Bảng 1.3: Phụ tải ngày theo công suất biểu kiến S (MVA)
- Phụ tải địa phương
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 6 kV; Pmax = 5 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
S

0 7

7  12

12  14

14  20

20  24

4.06

5.81

4.65

5.81

4.06

- Phụ tải cấp 35 kV
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 35 kV; Pmax = 20 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
P%

0 8

8  14

14  20

20  24

80

90

100

80

Bảng 1.5: Phụ tải ngày theo công suất tác dụng P (MW)
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 35 kV; Pmax = 20 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
P

0 8

8  14

14  20

20  24

16

18

20

16

Bảng 1.6: Phụ tải ngày theo công suất biểu kiến S (MVA)
+ Các số liệu ban đầu: Uđm = 35 kV; Pmax = 20 MW; cos = 0.86
t(h)
Công suất
S

0 8

8  14

14  20

20  24

18.6

20.93

23.26

18.6

- Phụ tải toàn nhà máy
+ Các số liệu ban đầu: Pmax = 60 MW; cos = 0.8
t(h)
Công suất
P%

0 8

8  12

12  14

14  20

20  24

70

90

80

100

80

13


Bảng 1.7: Phụ tải ngày theo công suất tác dụng P (MW)
t(h)
Công suất
P

0 8

8  12

12  14

14  20

20  24

42

54

48

60

48

Bảng 1.8: Phụ tải ngày theo công suất biểu kiến S (MVA)
+ Các số liệu ban đầu: Uđm =6 35 kV; Pmax = 60 MW; cos = 0.8
t(h)
Công suất
S

0 8

8  12

12  14

14  20

20  24

52.5

67.5

60

75

60

đồ thị phụ tải nhà máy
80

75
67.5

70

60

60

60

52.5
công suất

50
40
30
20
10
0

0 ¸8

8 ¸ 12

12 ¸ 14

14 ¸ 20

20 ¸ 24

thời gian

2.3. VẠCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP, KIỂM TRA QUÁ TẢI
MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP
- Có nhiều phương án chọn máy biến áp. Ở đây Dùng hai máy biến áp tự ngẫu và hai
máy biến áp hai cuộn dây.

14


110kv

35kv

6kv

Phương pháp này được sử dụng với ưu điểm sau:
 Khi phụ tải ở cấp điện áp thấp bé hơn phụ tải ở cấp điện áp cao (ST > SH )
 Khi không có máy biến áp ba cuộn dây thích hợp. Máy biến áp ba cuộn dây chỉ
chế tạo với điện áp thấp, bằng hoặc lớn hơn 6kV, 10kV, 12kV.
 Phương pháp này có độ tin cậy cung cấp điện cao, cấu trúc chặt chẽ, an toàn.
Khuyết điểm: Sử dụng bốn máy biến áp nên chi phí tăng, chiếm diện tích lớn, phụ tải 6kV
phải qua hai lần biến áp nên tổn thất lớn.
 Chọn máy biến áp tự ngẫu:
Hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:
SC,max = S110,max = 75 MVA (công suất cực đại đi qua cuộn cao áp)
ST,max = S35,max + S6,max = 23.26+5.81=29.07MVA (công suất cực đại đi qua cuộn
trung áp)
SH,max= 0 MVA
Như vậy ta chọn công suất máy biến áp theo công suất cực đại đi qua cuộn cao
MVA
Chọn máy biến áp tự ngẫu có công suất SdmB = 60MVA, có thông số như sau:

15


Điện áp định mức

Điện áp ngắn mạch

(KV)

UNM(%)

Giá

Tổn hao (KW)
Khôn

C

T

110

H

35

6

C-T
10,2

C-H
7,5

T-H
4,95

g tải
60

Ngắn mạch

i

tiền

(%)

USD
.103

C-T
160

C-H
140

T-H
115

b) Chọn máy biến áp hai cuộn dây:
SH,max= S6,max = 5.81 MVA
- Như vậy ta chọn công suất của máy biến áp theo công suất cực đại qua cuộn hạ :
MVA
- Chọn máy biến áp có công suất SdmB = 10MVA, có thông số sau:
Sdm(MVA)
10

Điện áp
110/22

UN(%)
10,5

i(%)
14

 Tổn thất công suất ngắn mạch của các cuộn dây
∆PN.C=0.5*(+-)=107.03KW
∆PN.T=0.5*(+-)=52.97KW
∆PN.H=0.5*(++)=195.74KW
 Áp dụng công thức
=> Vậy:C =17, T =18.54, H =17.67
 Tổn thất của máy biến áp tự ngẫu:

ATN =nT+(∆PN.C**C + ∆PN.T**T +∆PN.H**H)
=1052.71(MWh)
 Tổn thất của máy biến áp hai cuộn dây:

A= nP0T + ∑ Si2Ti
∑ Si2Ti = 595.88(MVA)
AMHCD = 2x0.014x8760 + x 0.06x595x88 = 245.46 (MWh)
 Tổn thất điện năng:

A = ATN + AMHCD = 1052.71+245.46 = 1298.17(MWh)

2.4. : TÍNH DÒNG NGẮN MẠCH
- Sơ đồ tương đương :

16

60

300


35kv

6kv

Tính ngắn mạch tại N1, N2, N3
Chọn các thông số trong hệ cơ bản:
Chọn: Scb = 100MVA; Ucb,C = 110KV; Ucb,T = 35KV; Ucb,H = 6KV.
Dòng điện cơ bản ở các cấp điện áp:

 Tính điện kháng trong hệ đơn vị tương đối:
Điện kháng hệ thống:

17


Điện kháng của đường dây nối từ hệ thống đến trạm:
Điện kháng cuộn cao máy biến áp tự ngẫu:

Điện kháng cuộn trung máy biến áp tự ngẫu:

Điện kháng cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu:

Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây:
 Tính ngắn mạch tại N1, N2, N3

Điện kháng tương đương tính đến các điểm ngắn mạch N1, N2, N3

Dòng điện ngắn mạch tại N1, N2, N3 trong hệ đơn vị tương đối:

Dòng điện ngắn mạch tại N1, N2, N3 trong hệ có tên:

IN3 = IN21*. ICB(H) = 1.32X2.51 = 3.313 KA

2.5. CHỌN MC, DCL, BI
 Cấp điện áp 110KV:
Đường dây lộ kép nối từ Hệ Thống đến Thanh Góp 110KV
Trường hợp làm việc bình thường:
Trường hợp làm việc cưỡng bức:
18


 Cấp điện áp 35KV:
Đường dây nối từ Máy Biến Áp đến Thanh Góp 35KV:

Trường hợp làm việc bình thường:
Trường hợp làm việc cưỡng bức:

 Cấp điện áp 6KV:
Đường dây nối từ Máy Biến Áp Hai Cuộn Dây đến Thanh Góp 6KV:
Trường hợp làm việc bình thường:
Trường hợp làm việc cưỡng bức:
2.5.1. Chọn máy cắt
 Chọn máy cắt cho cấp điện áp 110KV
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức:

Dòng điện cắt định mức:
Kiểm tra ổn định lực động điện:

 Chọn máy cắt cho cấp điện áp 35KV
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức:
Dòng điện cắt định mức:
19


Kiểm tra ổn định lực động điện:

 Chọn máy cắt cho cấp điện áp 6KV
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức:
Dòng điện cắt định mức:
Kiểm tra ổn định lực động điện:
2.5.2. Chọn dao cách ly.
 Chọn Dao Cách Ly cho cấp điện áp 110KV
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức :
Kiểm tra ổn định lực động điện:

 Chọn Dao Cách Ly cho cấp điện áp 35KV
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức:
Kiểm tra ổn định lực động điện:
2.5.3. Chọn máy biến dòng (BI)
2.5.3.1. Điều kiện chọn máy biến dòng (BI)
Điện áp định mức:

• Với: UđmHT: Điện áp định mức nơi lắp đặt BI
Dòng điện định mức:
Kiểm tra ổn định lực điện động:
20


• Với: klđđ là bội số ổn định lực điện động, klđđ = Ilđđ / I1đm
Kiểm tra ổn định nhiệt:
• Với: knh là bội số ổn định nhiệt, knh = Inh / I1dm
Phụ tải thứ cấp:
• Với: Z2đmBI là phụ tải định mức theo tổng trở tương ứng với cấp chính xác cao
nhất của phụ tải nối vào BI
- Tổng trở của BI cung cấp cho các dụng cụ đo xác định theo pha lớn nhất. Gồm
có tổng trở các dụng cụ đo nối tiếp và tổng trở dây dẫn từ nơi đặt BI đến các dụng
cụ đo
• Z2dc là tổng trở dụng cụ đo
• Zdd là tổng trở dây dẫn
• là điện trở suất của vật liệu dây dẫn
• (Cu = 0,0188.mm2/m; Al = 0,0315.mm2/m)
• Fdd là tiết diện dây dẫn (mm2)
• Ltt là chiều dài tính toán (m), phụ thuộc vào cách nối dây của BI
• Để đảm bảo sức bền tiết diện dây dẫn không được bé hơn các giá trị sau:
• Đối với dây đồng là
• Đối với dây nhôm là
• Nếu có dụng cụ đo điện năng (công tơ), để đảm bảo sai số về điện áp rơi thì:
• Đối với đồng:
• Đối với nhôm:
2.5.3.2. Áp dụng chọn máy biến dòng (BI)
 Chọn máy biến dòng (BI) cho cấp điện áp 110KV
Chọn biến dòng mắc hình Y, đặt trên cả ba:

Điện áp định mức:
Dòng điện định mức sơ cấp:
21


Kiểm tra ổn định lực điện động:
Kiểm tra ổn định nhiệt:

=> Vậy BI đã chọn thỏa các điều kiện.
Xác định phụ tải thứ cấp của BI:
STT

Tên thiết bị

1
2
3
4
5
6
Tổng cộng

Ampe kế
Watt kế
Var kế
Watt giờ
Var giờ
Cos kế

Công suất tiêu thụ (VA)

Pha A
Pha B
1
1
5
0
5
0
2,5
0
2,5
5
2,5
2,5
18,5
8,5

Pha C
1
5
5
2,5
2,5
2,5
18,5

Pha A và pha C tải nhiều nhất (S = 18,5VA) nên chọn làm phụ tải tính toán.
Tổng trở các dụng cụ đo:
Chọn dây dẫn bằng đồng có chiều dài từ BI đến dụng cụ đo là l = 80m,
suy ra: ltt = l = 80m (vì BI nối hình sao hoàn toàn)

Tiết diện dây dẫn: (Cu = 0,0188.mm2/m)
Vậy chọn tiết diện: Fdd = 3,3mm2

 Chọn máy biến dòng BI cho cấp điện áp 110KV
Chọn biến dòng mắc hình Y, đặt trên cả ba:
Điện áp định mức:
Dòng điện định mức sơ cấp:
Chọn máy biến dòng có các thông số sau:
Kiểu
TФ3M110B-I

Uđm
(KV)
110

Cấp
Iđm(A)

chính

Sơ cấp

xác
0,5

Thứ
cấp
22

Z2đm

Ilđđ

Inh/tnh

()

(KA)

(KA/sec)

1,2

62-124

(14-28)/3


400-800 5
Kiểm tra ổn định lực điện động:
Kiểm tra ổn định nhiệt:

=> Vậy BI đã chọn thỏa các điều kiện.
Xác định phụ tải thứ cấp của BI:
STT

Tên thiết bị

1
2

3
4
5
6
Tổng cộng

Ampe kế
Watt kế
Var kế
Watt giờ
Var giờ
Cos kế

Công suất tiêu thụ (VA)
Pha A
Pha B
1
1
5
0
5
0
2,5
0
2,5
5
2,5
2,5
18,5
8,5

Pha C
1
5
5
2,5
2,5
2,5
18,5

Pha A và pha C tải nhiều nhất (S = 18,5VA) nên chọn làm phụ tải tính toán.
Tổng trở các dụng cụ đo:
Chọn dây dẫn bằng đồng có chiều dài từ BI đến dụng cụ đo là l = 80m,
suy ra: ltt = l = 80m (vì BI nối hình sao hoàn toàn)
Cu

= 0,0188.mm2/m

Tiết diện dây dẫn:
Vậy chọn tiết diện: Fdd = 3,3mm2
Trong tủ hợp bộ cấp 22KV có sẵn các biến dòng điện nên ta không cần chọn BI
cho cấp điện áp này.

23


2.6. VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

24