ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: CUNG CẤP ĐIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

CHƯƠNG I
CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT,
VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN
1.1. Chọn máy phát điện :
Nhiệm vụ thiết kế: thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu nhiệt điện công
suất 250MW gồm có 4 tổ máy, công suất 50MW.
Theo phụ lục 1 – TLTK [1] tác giả chọn được máy phát điện theo bảng 1.1.
Bảng 1.1
Thông số định mức

Loại

Đ/kháng tương đối

máy
phát

n
(V/ph)

S
(MVA)

P
(MW)

U

(KV)

cos


I
(KA)

TB-50-2

3000

62,5

80

10,5

0,8

5,73

x’’d

x’d

xd

Loại
máy

kích từ

0,135 0,3 1,84

1

Như vậy, công suất đặt của nhà máy là :
SNM = 5 . 62,5 = 312,5 (MVA)
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất:
- Từ đồ thị phụ tải tổng của nhà máy điện, ta có thể định lượng công suất cần
tải ở các cấp điện áp tại các thời điểm và đề xuất các phương án nối dây hợp lý cho
nhà máy.
Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho các phụ tải sau:
1.2.1. Phụ tải cấp điện áp máy phát (10,5KV):
P%

- Công suất cực đại:
100
Pmax = 50MW
80
- Hệ số công suất :
60
cos = 0,85
Đồ thị phụ tải
40
- Công suất phụ tải cấp điện áp máy
20
phát điện được tính theo công thức sau:
P
0

SUF = P% . UF max
[1.1]
cos  UF

4

8

12

16

20

24

Hình 1
Trong đó:
SUF : là công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t.
P%: là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp MF theo thời gian

GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ

h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

PUFmax, cosUF là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp
máy phát.
Áp dụng công thức [1.1] kết hợp với hình 1, ta có bảng phân bố công suất phụ
tải cấp điện áp máy phát:
Bảng 1.2
04
48
8  10
10  12 12  16 16 20
20 24
t (h)
52,941
58,823
52,941 47,0588
SUF (t) 47,0588 58,823 47,0588
1.2.2. Phụ tải cấp điện áp trung (35KV):

P%

- Công suất cực đại:
100
Pmax = 30MW
80
- Hệ số công suất : cos = 0,85
Đồ thị phụ tải
60

- Công suất phụ tải cấp điện áp máy
40
phát được tính theo công thức sau:
P
20
SUT(t)= P%. UT max
cos  UT
0
4

[1.2]

8

12

16

20

24

Hình 2
Trong đó:
SUT: là công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t
P%: là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian
PUTmax, cosUF: là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện
áp trung.
Áp dụng hình 2 và công thức [1.2] ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp
điện áp trung như bảng [1-3]:

Bảng 1.3
8  12

12  14

14 16

SUT (t) 28,235 35,294 31,7647 27,235

35,294

31,7647 28,235 35,294 28,235

t (h)

04

46

68

16 18

1822

22 24

1.2.3. Phụ tải cấp điện áp cao (110KV) :
- Công suất cực đại: Pmax = 140MW
- Hệ số công suất : cos = 0,85

Đồ thị phụ tải hình 3
GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ

h


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

- Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp được
P%
tính theo công thức sau:
P
SUC(t) = P%. UC max
[1.3] 100
cos  UC
80

Trong đó:
SUC: là công suất phụ tải cấp điện áp
cao tại thời điểm t
P%: là phần trăm công suất phụ tải cấp
điện áp cao tại thời điểm t.

60

40
20
0
4

8

12

16

20

24

h

Hình 3
PUCmax, cosUC: là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp cao.
Áp dụng hình 3 và công thức [1.3] ta có bảng phân bố công suất phụ tải cấp
điện áp trung như bảng [1.4]:
Bảng 1.4
04
48
8  12
12  18
18  24
t
131,7647
164,7

131,7647
164,7
131,7647
SUC (t)
1.2.4. Công suất tự dùng của nhà máy :

S t  
Std = .SNM. 0,4  0,6. F 
S NM 

Trong đó :
: là hệ số tự dùng của nhà máy đang  = 6%
Std(t): là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t
SNM: là công suất đặt của nhà máy SNM = 312,5 (MVA)
SF(t): là công suất phát của nhà máy tại thời điểm t.
Vì nhà máy phát hết công suất thừa về hệ thống nên SF(t) = SNM. Công suất tự
dùng của nhà máy là không đổi.
P
50
Std = Stdmax =  . SNM = 0,06 . NM = 0,06 . 5 .
= 18,75 (MVA)
0,8
cos  F
1.2.5. Công suất dự trữ của toàn hệ thống:
Lượng công suất do nhà máy phát ra sau khi cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp
điện áp và phụ tải tự dùng của nhà máy phần công suất thừa còn lại phát về hệ thống.
Do đó công suất thừa phát về hệ thống được xác định như sau:
Sth = SF – (SUF + SUT + SUC Std)
Từ đó ta có bảng tính toán và cân bằng công suất của toàn nhà máy:
GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

Bảng [1.5]
t(h)

04

46

68

8  10

10  12

1214

1416

1618

18 20

20 22

22 24

SUF(MVA)

47,0588

58,823

58,823

47,0588

52,941

58,823

58,823

52,941

52,941

47,088

47,0588

SUT(MVA)

28,235

35,294

31,7647

28,235

28,235

35,294

31,7647

28,235

35,294

35,294

28,235

SUC(MVA)

131,7647

164,7

164,7

131,7647

131,7647

164,7

164,7

164,7

131,7647

131,7647

131,7647

Std(MVA)

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

SF(MVA)

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

312,5

Sth(MVA)

86,6915

34,933

38,4623

86,6915

80,8093

34,933

38,4623

47,874

73,7503

79,6325

86,6915

GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

1.2.7. Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy:
Spt = SUF + SUT + SUC + Std
t (h)

04

46

68

810

1012

1214

1416

1618

1820

2022

2224

Spt

234,8085

277,567

274,0377

234,8085

231,6907

277,567

274,0377

264,626

238,7497

232,8675

225,8085

S(MVA)

Snm

312,5
300

234,8085

Spt∑
200

SUC
100
47,0588

SUF

SUT

Std

18,75
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h)

1.3. Vạch sơ đồ nối điện của nhà máy:
* Việc chọn sơ đồ nối điện chính cho nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá
trình thiết kế . Nếu chọn sơ đồ không hợp lí sẽ không đảm bảo độ tin cậy cung cấp
điện ,chi phí xây dựng cao thiết bị cồng kềnh, vận hành phức tạp.
Do vậy cần đề ra nhiều phương án khác nhau ,từ đó so sánh scác phương án về mặt
kỹ thuật , đẻ loại bớt các phương án bất hợp lí và chọn ra phương án tối ưu nhất về
mặt kĩ thuật.các phương án vạch ra cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau :
+ Số lượng các máy phát điện nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải đảm bảo
các điều kiện sau: khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất ,các máy phát còn lại

với khả năng quá tải của mình vẫn đảm bảo cung cấp cho phụ tải cấp điện áp máy
phát và phụ tải cấp điện áp trung (trừ đi phần phụ tải do các bộ hoặc nguồn nối vào
thanh góp trung co thể cung cấp được )
+ do cấp điện áp 35 KV có trung tính cách điện đối với đất hay nối dát qua cuộn dập
hồ quang nên trong sơ đồ chỉ dùng máy biến áp ba cuộn dây để liên lạc giữa các cấp
điện áp.
+ Khi phụ tảt cấp điện áp máy phát lớn hơn hay bằng 15% tổng công suất của toàn
nhà máy thì phải xây dựng hệ thống thanh góp cấp điện áp máy phát.
GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

%SUfmax=

KHOA ĐIỆN

SUF max
58,823
.100 
.100  18,823 (%)
S NM
312,5

Như vậy ta phải xây dựng hệ thống thanh góp cấp điện áp máy phát.
+Công suất bộ máy phát máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.

SMF= Sbộ= 62,5( MVA)< Sdtht=109,933 (MVA)
+Chỉ được ghép bộ MF-MBA vào thanh góp cấp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó
lớn hơn công suất bộ này.
SUTmin= 28,235 (MVA) < Sbộ= 62,5 (MVA) nên không được nối bộ MF-MBA vào
thanh góp cấp điện áp trung.
SUCmin= 131,7647 (MVA)> Sbộ= 62,5 (MVA) nên được được phép nối bộ
MF-MBA vào thanh góp cấp điện áp này.
1.3.1. Phương án 1 :
HT
110KV

B3

35KV

B1

F5

F1

F2

B2

F3

F4

1.3.1.1. Mô tả phương án :

- Dùng 1 máy biến áp 2 cuộn dây B3 nối bộ với máy phát F5 nối vào thanh
góp cấp điện áp cao các máy phát còn lại nối vào thanh góp cấp điện áp MF. Dùng 2
máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây B1, B2 liên lạc giữa các cấp điện áp UC, UT, UF.
1.3.1.2. Ưu điểm :
- Sơ đồ đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải ở các cấp điện áp.
- Số lượng máy biến áp ít nên làm giảm diện tích lắp đặt, chi phí đầu tư cho
một đơn vị công suất bé.
1.3.1.3. Nhược điểm :

GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

- Khi hỏng bộ máy phát – máy biến áp bên cao thì 2 máy biến áp liên lạc với
khả năng quá tải phải cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp cao và trung. Do đó phải
chọn công suất của máy biến áp liên lạc.
- Thanh góp cấp điện áp máy phát gồm 4 phân đoạn nên phải nối mạch vòng
thiết bị phân phối trong nhà cồng kềnh, vận hành phức tạp.
1.3.2. Phương án 2 :
1.3.2.1. Mô tả phương án :
HT
110KV

B3

B4

F4

35KV

B1

F5

F1

B2

F2

F3

Sơ đồ gồm 3 máy phát F1, F2, F3 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát.
- 2 máy phát còn lại nối bộ bên cao
- Dùng 2 máy biến áp ba cuộn dây B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp
1.3.2.2. Ưu điểm :
- Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải các cấp điện áp.
- Dung lượng máy biến áp nhỏ nên chọn khí cụ điện hạng nhẹ.
- Có 3 máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát nên chi phí nhỏ
1.3.2.3. Nhược điểm :
- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến giá thành đầu tư lớn chiếm nhiều diện
tích mặt bằng để xây dựng.

- Số lượng thiết bị ở cấp điện áp cao nhiều nên giá thành xây dựng thanh góp
cấp điện áp cao lớn.
1.3.3. Phương án 3 :
1.3.3.1. Mô tả phương án :

GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

HT
110KV

B3

B4

F1

B5

F2

35KV

B1

F3

F4

B2

F5

Sơ đồ gồm 2 máy phát F4, F5 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát.
- 3 máy phát còn lại nối bộ lên thanh góp cao áp.
- Dùng 2 máy biến áp ba cuộn dây để liên lạc giữa các cấp điện áp.
1.3.3.2. Ưu điểm:
- Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải các cấp điện áp.
- Dung lượng máy biến áp nhỏ nên chọn khí cụ điện hạng nhẹ.
- Có 2 máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát nên chi phí nhỏ
1.3.3.3. Nhược điểm :
- Số lượng máy biến áp nhiều dẫn đến giá thành đầu tư lớn
- Chiếm nhiều diện tích mặt bằng để xây dựng.
- Số lượng thiết bị ở cấp điện áp cao nhiều nên giá thành xây dựng thanh góp
cấp điện áp cao lớn.
1.3.4. Phương án 4 :
1.3.4.1. Mô tả phương án :
- Các máy phát đều nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát.
- Dùng hai máy biến áp ba cuộn dây để liên lạc giữa các cấp điện áp .
1.3.4.2 Ưu điểm:
- đảm bảo độ tin cậy và yêu cầu cung cấp điện cũng như sự liên lạc giữa các cấp
điện áp trong nhà máy hay sự liên lạc giữa nhà máy với hệ thống .

- số lượng máy biến áp ít cho nên đơn giản trong việc lắp đặt , vận hành.
1.3.4.3 Nhược điểm :
- xây dựng hệ thống thanh góp cấp điện áp máy phát phức tạp,công suất máy biến
áp 3 cuộn dây tương đối lớn, dẫn đến làm tăng giá thành đầu tư.
GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

HT
110KV

35KV

B1

F1

F2

B2

F3

F4

F5

1.3.5 NHẬN XÉT CHUNG:
Qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương án ta nhận thấy phương án1 và
phương án 2 đảm bảo về mặt kĩ thuật nhất và có nhiều ưu điểm hơn. Nên ta chọn hai
phương án này để tính toán , so sánh kinh tế , kỹ thuật chọn ra phương án tối ưu nhất
cho nhà máy cần thiết kế.
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Hữu Khái, Thiết kế NMĐ, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội
2005

GVHD:NGUYỄ VĂN TIẾN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

CHƯƠNG II
CHỌN MÁY MÁY BIẾN ÁP ,CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
I. Chọn máy biến áp:
- Công suất của máy biến áp phải đủ khả năng cung cấp theo yêu cầu phụ tải,
không những ngay trong trong điều kiện bình thường mà ngay cả khi xảy ra sự cố

- Giả sử máy biến áp được chọn hiệu chỉnh theo nhiệt độ
1.phương án 1
HT
110KV

B3

35KV

B1

F1

F2

F3

B2

F4

F5

a.Chọn máy biến áp B3:
- Công suất của máy biến áp được chọn
SđmB3 ≥ SđmF1 = 62,5 (MVA)
- Tra TLTK I, chọn được máy biến áp với các thông số sau:

Loại
TДЦ

S

Điện áp cuộn dây

Po

PN (KW)

(MVA)

C

H

(KW)

C-H

80

121

10,5

70

310

UN %

C-T

C-H
10,5

T-H

Io%

Giá

0,55

b. Chọn máy biến áp liên lạc:
- Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

SđmB ≥

KHOA ĐIỆN

Sth 185,4412

= 92,7206 (MVA)

2
2

Trong đó:
Sth : là công suất thừa còn lại trên thanh góp cấp điện áp máy phát
4

Sthừa =

4

 S đmFi -  S tdFi - SUFmin
i 1

i 1

= 4 . 62,5 - 4 . 0,07 . 62,5 - 47,0588 = 185,4412 (MVA)
Tra TLTK I, chọn được máy biến áp 3 cuộn dây loại

Loại

Điện áp cuộn dây

Po

PN

(MVA)

C

T

H

(KW)

C-H

C-T

C-H

T-H

120

121

38,5

11

240

550

10,5

10,5

6

S

UN %

Io%
3,9

c. Kiểm tra quá tải máy biến áp:
c.1. Quá tải bình thường:
Bình thường công suất cực đại qua cuộn hạ B1, B2
S
SHB1 = SHB2 = th = 92,706 (MVA)
2
Khi đó hệ số mang tải cuộn hạ là:
KH =

SH
92,706
= 0,773 < 1 (thỏa)

S dmHA
120

Kết luận: ở chế độ bình thường cuộn hạ đảm bảo truyền hết công suất thừa ở
thanh góp cấp điện áp máy phát lên cho phụ tải cấp điện áp cao và trung và chiếm
77,3% công suất định mức
c.2. Quá tải sự cố:

- Khi có sự cố một trong hai máy biến áp liên lạc B1, B2. Giả sử B1 khi đó công
suất truyền qua B1, B2 là:
SHB2max = K qtsc . SđmB2 = 1,4 . 120 = 168 (MVA)
Trong khi đó:
SUTmax = 37,5 (MVA)
Vậy công suất tải qua cuộn cao lúc sự cố B1 là:
SCB2 = SHB2max - SUTmax = 168 – 37,5 = 130,5 (MVA)
Hệ sô mang tải cuộn cao:
KC =

S CB 2 130,5
= 1,0875 < 1,4 (thỏa)

S dmC 120

Hệ số mang tải cuộn trung là:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KT =

KHOA ĐIỆN

S CT 2
37,5

= 0,466 < Kqtsc = 1,4 (thỏa)

0,67.120 0,67.120

Kết luận: Khi sự cố B1, B2 còn lại đảm bảo khả năng quá tải cho phép khi đó
cuộn hạ vừa đủ khả năng quá tải cho phép. Còn cuộn trung áp với hệ số mang tải KT
= 0,466 < Kqtsc = 1,4;và cuộn cao áp với hệ số mang tải KC=1,08752. Phương án 2:
HT
110KV

B4

B3

F1

35KV

B1

F2

F3

B2

F4

F5

a. Chọn máy biến áp nối bộ B3, B4:
- Công suất máy biến áp được chọn theo điều kiện:
SđmB3(B4) ≥ SđmF1(F2) = 62,5 (MVA)
Tra TLTK I chọn được máy biến áp loại:
Loại máy
biến áp
TДH

Điện áp cuộn dây
Cao
Hạ
121
10,5

S
(MVA)
80

P (KW)
Po PN
70
310

UN%

I o%

10,5

0,55

b. Chọn máy biến áp liên lạc B1, B2:
- Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện:
S
SđmB ≥ th
2
Trong đó: + Sth: là công suất thừa còn lại trên thanh góp cấp điện áp máy phát
3

Sthừa =

3

 S đmFi -

 S tdFi

i 1

i 1

- SUFmin =

= 3 . 62,5 - 3 .0,07 . 62,5 - 47,0588 = 140,6512 (MVA)

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ

TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á



SđmB1 = SđmB2 ≥

KHOA ĐIỆN

S th 140,6512

= 70,3256 (MVA)
2
2

Tra TLTK I ta có máy biến áp 3 cuộn dây loại TДTH 100/67/100

Loại
TДTH

Điện áp cuộn dây

Po

PN

(MVA)

C

T

H

(KW)

C-H

C-T

C-H

T-H

80

115

38,5

11

82

390

10,5

17

6,5

S

UN %

Io%
0,6

c. Kiểm tra quá tải máy biến áp:
c.1. Bình thường công suất cực đại qua cuộn hạ B1, B2 là:
S
SHB1 = SHB2 = th = 70,3256 (MVA)
2
- Khi đó hệ số mang tải cuộn hạ:
KH =

SH
70,3206
= 0,879 < 1

S dmH
80

c.2. Quá tải sự cố:
* Khi sự cố máy biến áp liên lạc giả sử máy biến áp B1
- Công suất tối đa tải qua cuộn hạ B2 lúc B1 bị sự cố là:
SHmax(B2) = Kqtsc . SđmHA = 1,4 . 80 = 112 (MVA)
Lúc này công suất phát của mỗi máy phát lúc sự cố B1 chỉ có:
1

1
SF = . [112 + SUFmax + Stdti] = . [112 + 58,823 + Stdti]
3
3
1
= . [170,823 + Stdti]
3
Trong đó: Stdti là công suất tự dùng của mỗi máy phát tại thời điểm ti
- Công suất qua cuộn trung B2 là:
STB2 = SUTmax = 37,5 (MVA)
KT =

37,5
= 0,699
0,67.80

- Công suất tối đa cho phép tải qua cuộn cao B2 lúc sự cố B1 là:
SCB2 = SHmax(B2) - STB2 = 112 – 37,5 = 74,5(MVA)
KC =

S CB 2
74,5
= 0,931 < Kqtsc = 1,4  thỏa

S dmCA
80

Kết luận: khi sự cố B1, máy biến áp B2 còn lại đảm bảo đủ khả năng quá tải
cho phép. Khi đó cuộn hạ vừa đủ khả năng quá tải, còn cuộn trung áp với hệ số mang
tải KT = 0,699 < Kqtsc = 1,4 và cuộn cao áp với hệ số mang tải KC = 0,931<1,4 .

II. Chọn kháng điện cho cấp điện áp máy phát:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

- Mục đích của việc chọn kháng điện phân đoạn ở thanh góp cấp điện áp máy
phát. Nhằm để hạn chế dòng ngắn mạch, khi xảy ra sự cố trên 1 phân đoạn bất kỳ và
để nâng cao điện áp dư khi xảy ra ngắn mạch sau kháng
- Do có ưu điểm trên mà ta chọn được các khí cụ điện hạng nhẹ và kinh tế hơn
- Điều kiện để chọn kháng điện phân đoạn như sau:
+ UđmK  Umạng (Umạng - điện áp đặt trên kháng)
+ IđmK  Ilvcb (Ilvcb dòng điện làm việc cưỡng bức qua kháng)
+ Chọn xK%
+ Kiểm tra ổn định động Iođđ  iXK
+ Kiểm tra ổn định nhiệt I 2nh . tnh  BN
- Do chưa tính toán ngắn mạch nên chọn kháng điện theo 3 điều kiện đầu. Việc
kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt được tiến hành sau khi tính toán ngắn mạch
1. Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 1:
a. Sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát:

B1

B2
K4

K1

K2

K3

PĐI

PĐII

PĐIII

Std2

Std3

Std4

2 x 2,5MW

2 x 2,5MW

2 x 5MW

F2

F3

Std5

2 x 2,5MW

2 x 5MW

F4

- Phụ tải phân đoạn I và IV:
10
SpđImax =
= 11,76 (MVA)
0,85

PĐIV

2 x 2,5MW

2 x 5MW

F5

SpđIVmax=

12
=14,12
0,85

SpđImin = 0,8 . 11,76 = 9,408 (MVA) SpđIVmin =0,8.14,12=11,29
- Phụ tải phân đoạn II và phân đoạn III
SpđIImax = SpđIIImax =

14
=16,47 (MVA)
0,85

SpđIImin = SpđIIImin = 0,8 . 16,47 = 13,17 (MVA)
*xác định dòng làm việc bình thường qua kháng

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

1
.[SđmF3 - StdF3 - Spđ2min]
2
1
= .[62,5 - 4,375 – 13,17] = 22,4775(MVA)
2
- Công suất truyền qua kháng điện K3 và K4
1
SK3 = SK4 = .[SđmF5 - StdF5 - Spđ4min]
2
1
= .[62,5 – 4,375 - 9,408] = 23,4175 (MVA)
2
- Dòng điện làm việc bình thường qua kháng:

SK1 = SK2 =

22,4775
= 1,2359 (KA)
3 .10,5
23,4275
IK3 = IK4 =
= 1,2287 (KA)
3 .10,5

IK1 = IK2 =

* xác định dòng làm việc cưỡng bức qua kháng
+Khi sự cố:
* Một máy biến áp liên lạc nghỉ, giả sử B1 nghỉ
Trong trường hợp này công suất qua kháng K2, K3 là lớn nhất
1
SK2 = SK3 = .[SđmB2 . Kqtsc + StdF4 + Spđ3max - SđmF4]
2
1
= .[120 . 1,4 + 4,375 + 16,47 - 62,5]= 63,1725 (MVA)
2
* Khi sự cố máy phát F3
+ Công suất qua K1 và K2 lớn nhất
1
1
SK1 = SK2 = . SpđIImax = . 16,47 = 8,235 (MVA)
2
2
* Khi sự cố máy phát F5

+ Công suất qua kháng K3, K4 là lớn nhất
1
14,12
SK3 = SK4 = . SpđIVmax =
= 7,06 (MVA)
2
2
* Khi sự cố máy phát F4
+ Công suất qua kháng K2, K3 là lớn nhất:
1
SK2 = SK3 = . [SB2 + Spđ3]
2
Xét 2 trường hợp:
+ Trường hợp SUFmin
Luồng công suất qua mỗi máy biến áp:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

3
3
1
.(  S đmFi -  S tdFi - SUFmin) =
2

1
1
1
= . (3 . 62,5 - 3 . 0,07 . 62,5 - 47,0588) = 63,6581 (MVA)
2
1
1
Vậy: SK2 = SK3 = .[SB2 + SpđIIImin] = .[63,6581 + 13,17] = 38,414(MVA)
2
2
+ Trường hợp SUFmax :
Luồng công suất qua mỗi máy biến áp:
3
3
1
SB1 = SB2 = .(  S đmFi -  S tdFi - SUFmax) =
2
1
1
1
= . (3 . 62,5 - 3 . 4,375 - 58,823) = 57,776 (MVA)
2
1
1
Vậy: SK2 = SK3 = .[SB2 + Spđ3max] = .[57,776 + 16,47] = 37,123 (MVA)
2
2
* Khi sự cố máy phát F2:
Công suất truyền qua K1 và K4 là lớn nhất:
1

SK1 = SK4 = . [SB1 + SpđI]
2
- Xét hai trường hợp:
+ Trường hợp SUFmin theo trên ta có:
SB1 = SB2 = 63,6581 (MVA)
1
1
SK1 = SK4 = .[SB1 + Spđ1min] = .[63,6581 + 11,29] = 36,4945 (MVA)
2
2
+ Trường hợp SUFmax theo trên ta có:
SB1 = SB2 = 57,776 (MVA)
1
1
SK1 = SK4 = .[SB1 + Spđ1max] = . [57,776 + 11,76] = 34,768 (MVA)
2
2
* Khi sự cố đứt kháng điện K1
+ Công suất truyền qua K2 lớn nhất:
SK2 = Sđm3 - Std3 - SpđIImin = 62,5 - 4,375 – 13,17 = 44,955 (MVA)
* Khi sự cố đứt mạch vòng:
+ Công suất qua K3 lớn nhất:
SK3 = SđmF5 - StdF5 - SpđIVmin = 62,5 -4,375 – 11,29 =
46,835 (MVA)
Kết luận: qua các trường hợp vận hành bình thường và cưỡng bức ta nhận thấy
luồng công suất qua kháng điện nặng nề nhất là trường hợp 1 máy biến áp liên lạc
nghỉ (B1 nghỉ).

SB1 = SB2 =

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

Scb = 63,1725 (MVA)
IcbK =

S cbK
3 .U F



63,1725
= 3,474 (MVA)
3 .10,5

Tra TLTK I chọn được loại kháng điện:
Loại
Uđm
Iđm
Pđm
kháng điện
(KV)
(KA)
(KW)

PbA-10-4000
10
4
29,7
* Kiểm tra tổn thất điện áp
a. Điều kiện làm việc bình thường:
I
UKbt = XK% . btK . sin
I dmK
cos = 0,85 

Xđm
(K)
0,17

Iođđ
(KA)
67

Iođn
(KA)
53

sin = 0,527

1,287
. 0,527 = 2,034%
4
1,287
XK = 10% . UKbt = 10% .

. 0,527 = 1,696%
4

Chọn: XK = 12% . UKbt = 12% .

(không thỏa)
(thỏa mãn)

b. Điều kiện làm việc cưỡng bức:
I
3,474
UKcb = XK% . btK . sin == 10% .
. 0,527 = 4,576%
4
I dmK

(thỏa mãn)

Kháng điện đã chọn thỏa mãn về yêu cầu tổn thất điện áp trên kháng
2. Chọn kháng điện phân đoạn cho phương án 2:
a.sơ đồ phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát

B
K1

P Đ I

S

P Đ II

S

td3

3 x 2,5MW

3x

F

2,5M

2,5MW

F

- Phụ tải phân đoạn I và III:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ

td4

3x


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

SpđImax = SpđIIImax =

Ppd Im ax
cos



16
= 18,23 (MVA)
0,85

SpđImin = 15,0588 (MVA)
- Phụ tải phân đoạn II:
SpđIImax =

PpdI Im ax
cos 



18
= 21,176 (MVA)
0,85

SpđIImin = 0,8 . 21,176 = 16,9408 (MVA)
b. Xác định dòng làm việc bình thường qua kháng:
1
SK1 = SK2 = . (SđmF4 - StdF4max - Spđ2min)
2

1
= .(62,5 - 0,07 . 62,5 – 16,9408) = 20,5921 (MVA)
2


IK1 = IK2 =

S K1
20,5921

= 1,1322 (KA)
3 .U dm
3 .10,5

c. Xác định dòng làm việc cưỡng bức qua kháng:
* Khi 1 máy biến áp liên lạc nghỉ. Giả sử B1 nghỉ
Công suất qua kháng K2 là lớn nhất
SK2 = [Kqtsc .SđmB2 + StdpđIII + SpđIIImax - SđmF5] =
= [1,4 . 80 + 0,07 . 62,5 + 18,823 - 62,5] = 72,698 (MVA)
* Khi sự cố máy phát F3:
Công suất qua kháng K1 là lớn nhất:
SK1 = SB + SpđI
Với:
SB là công suất truyền qua máy biến áp trong trường hợp F3 nghỉ:
1
SB = .[SđmF4,5 - StdF4,5 - SUF]
2
- Xét hai trường hợp:
+ Trường hợp SUFmax:
1

SB = .[2 . 62,5 - 2 .4,375 - 58,823] = 28,7135 (MVA)
2
Vậy:
SK1 = SB + SpđImax = 28,7135 + 18,823 =47,5365 (MVA)
+ Trường hợp SUFmin:
1
SB = .[2 . 62,5 - 2 .4,375 - 47,0588] == 34,5956 (MVA)
2
Vậy:
SK1 = 34,5956 + 15,0588 = 49,6544 (MVA)
* Khi sự cố máy phát F4:
Công suất qua K1, K2 là:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

1
1
. SpđIImax = . 21,176 =10,588 (MVA)
2
2
* Khi sự cố kháng điện phân đoạn giả sử sự cố K2
+ Khi đó công suất qua kháng K1 là lớn nhất:
SK1 = SđmF4 - Std4 - SpđIImin =

= 62,5 – 4,375 – 16,9408 = 41,1842 (MVA)
Kết luận: qua các trường hợp vận hành bình thường và cưỡng bức ta nhận thấy
luồng công suất qua kháng nặng nề nhất là trường hợp khi sự cố máy biến áp liên lạc B1
Scb = 72,698 (MVA)
SK1 = SK2 =

IcbK=

S cbK
3 .U F



72,698
= 3,997 (MVA)
3 .10,5

- Tra TLTK I, chọn được loại kháng điện PbA-10-4000 có các thông số:
Loại
Uđm
Iđm
Pđm
Xđm
Iođđ
kháng điện
(KV)
(KA)
(KW)
(K)
(KA)

PbA-10-4000
10
4
29,7
0,17
67

Iođn
(KA)
53

d. Kiểm tra tổn thất điện áp trên kháng điện phân đoạn:
- Điều kiện kiểm tra :
+ Lúc sự cố :
I
U% = XK% . cb . sin  Ucp = 5%
I dmK
cos = 0,85  sin = 0,527.
+ Lúc bình thường U% 2%
Chọn: XK = 12% . UKbt% = 12% .

1,1322
. 0,527
4

= 1,79% < Ucp = 2% (thoả mãn)
3,997
.0,527 = 6,319%
4
1,1322

Chọn: XK = 10% . UKbt% = 10% .
. 0,527
4

UKcb% = 12% .

= 1,491% < Ucp = 2%
3,997
UKcb% = 10% .
.0,527 = 5,266%
4
1,1322
Chọn: XK = 8% . UKbt% = 8% .
. 0,527
4

= 1,193% < Ucp = 2%
UKcb% = 8% .

3,997
.0,527 = 4,212%
4

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

(không thỏa)

(thỏa mãn)
(không thỏa)

(thỏa mãn)
(thỏa mãn)

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

Vậy: PbA-10-4000-8 thỏa mãn yêu cầu tổn thất điện áp trên kháng.
III.TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
- Tổn thất điện năng trong máy biến áp bao gồm 2 thành phần :
+ Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải và bằng tổn thất không tải của
máy biến áp
+ Tổn thất đồng phụ thuộc vào phụ tải, khi phụ tải bằng công suất định mức
của máy biến áp thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắn mạch

I. Phương án I:
1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây B3 vận hành hằng năm
Máy biến áp B3:
2

 S 
AB3 = Po . t + PN .  bo  . t
 SdmB 
Với: Sbộ = SđmF1 - StdF1 = 62,5 – 4,375= 58,125 (MVA)
2



58,125 
AB3 = 70 . 8760 + 310 . 
 . 8760 = 2046746,411 (KWh)
 80 

2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp biến áp pha biến áp cuộn dây B1,2 vận
hành hằng năm
- Lượng công suất truyền qua cuộn C,H,T của 2 máy biến áp B1, B2 như sau
4

SH =

4

 S đm -

 S td - SUF = 4 . 62,5 - 4 . 4,375 - SUF = 232,5

i 1

i 1

- SUF

ST = SUT
SC = S H - S T
Kết hợp với bảng 1.1 ta có:

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

t(h)

04

46

68

8  10

10  12

1214

1416

1618

18 20

20 22

22 24

SUF(MVA)

47,0588

58,823

58,823

47,0588

52,941

58,823

58,823

52,941

52,941

47,088

47,0588

SH(MVA)

18185,4411 173,677 173,677 185,441 179,559 173,677 173,677 179,559 179,559 185,441 185,441

ST(MVA)

30

SC(MVA)

155,441

37,5

33,75

30

30

37,5

33,75

30

37,5

37,5

30

136,177 139,927 155,441 149,559 136,177 139,927 149,559 142,059 147,941 155,441

Do nhà chế tạo chỉ cho biết số PNC-H nên tổn thất ngắn mạch của các cuộn dây xem như giống nhau và bằng 0,5PNC-H
Do đó:
PN-C = PN-T = 0,5 . PNC-H = 0,5 . 550 = 275 (MVA)

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

- Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được xác định như sau:
2
S2
STi
S2Hi
1
A = n . P . t .
.(PN-C . 2Ci  PN T .
.P
.
). t
N-H
2
2
n
SdmB
0,67 2.SdmB

SdmB
Trong đó:
n: là số lượng máy biến áp vận hành song song
t: là thời gian vận hành trong 1 năm
SCi, STi, SHi : là công suất qua cuộn cao, trung, hạ trong thời gian t
Với:
2
S Ci
. t = [155,4412 . 8 + 136,1772 . 4 +139,927 2 . 4 + 149,5592 . 4 +

2
S Ti

+ 142,0592 . 2 + 147,9412 . 2]. 365 =
= 519363,6953 . 365 = 189567748,8 (MVA2.h)
. t = [302 . 12 +37,52 . 8 +33,752 . 4] . 365 =

S 2Hi

= 26606,25. 365 = 9711281,25 (MVA2.h)
. t = [185,4412 . 10 + 173,6772 . 8 + 179,6592 . 6]. 365 =

= 778641,8543 . 365 =284204276,8 (MVA2.h)
1 275
SB1,B2 = 2 . 240 . 8760 + .
. [189567748,8 +
2 120 2
9711281,25
+284204276,8]
0,67 2

+

==

8935234,772

(KWh)
II. Phương án II:
1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp biến áp pha 2 cuộn dây vận hành hằng
năm (B3, B4)
Tổn thất điện năng trong từng máy biến áp B3, B4 được xác định như sau
2

 S 
AB3 = Po . t + PN  bo  . t
 SdmB 
Sbộ = SđmF - StdF = 62,5 – 4,375 = 58,125 (MVA)
2



58,125 
A = 70 . 8760 + 310 . 
 . 8760 = 2046746,411 (KWh)
 80 

2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha ba cuộn dây B1,2 vận hành hàng
năm
- Lượng công suất truyền qua cuộn c-T-H của 2 máy biến áp B1, B2 như sau

3

SH =

3

 S đmFi -

 S tdFi - SUF = 3 . 62,5 - 3 . 4,375 - SUF = 174,375 - SUF

i 1

i 1

ST = SUT

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

SC = S H - S T

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ

TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

t(h)

04

46

68

8  10

10  12

1214

1416

1618

18 20

20 22

22 24

SUF(MVA)

47,0588

58,823

58,823

47,0588

52,941

58,823

58,823

52,941

52,941

47,088

47,0588

SH(MVA)

127,3162 115,552 115,552 127,3162 121,434 115,552 155,552 121,434 121,434 127,3162 127,3162

ST(MVA)

30

37,5

33,75

30

30

37,5

33,75

30

37,5

37,5

30

SC(MVA)

97,3162

78,052

81,802

97,3162

91,434

78,052

81,802

91,43

83,934

89,8162

97,3162

Do nhà chế tạo chỉ cho biết số PNC-H nên tổn thất ngắn mạch của các cuộn dây xem như giống nhau và bằng 0,5PNC-H
Do đó:
PN-C = PN-T = 0,5 . PNC-H = 0,5 . 390 = 195 (MVA)

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ


TRƯỜNG ĐH ĐÔNG Á

KHOA ĐIỆN

Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1, B2 được xác định như sau:

2
S2
STi
S2Hi
1
A = n . P . t .
.(PN-C . 2Ci  PN T .
.P
.
). t
N-H
2
2
n
SdmB
0,67 2.SdmB
SdmB
Trong đó:
n: là số lượng máy biến áp vận hành song song
t: là thời gian vận hành trong 1 năm
SCD, STi, SHi : là công suất qua cuộn cao, trung, hạ trong thời gian t
Với:
2
S Ci
. t = [97,3162 . 8 + 78,0522 . 4 + 81,8o22 . 4 +91,4342 . 4 +

2
S Ti

+ 83,9342 . 2 + 89,81622 . 2]. 365 =

= 190562,3962 . 365 = 69555274,61 (MVA2.h)
. t = [30 . 12 + 37,52 . 8 + 33,752 . 4] . 365 =

S 2Hi

= 26606,25. 365 =9711281,25 (MVA2.h)
. t = 127,31622 . 10 + 115,5522 . 8 + 121,4342 . 6]. 365 =

=130447004,8(MVA2.h)
1 195
SB1,B2 = 2 . 82 . 8760 + .
. [69555274,61 +
2 80 2
+

9711281,25
+ 130447004,8 = 4813122,682 (KWh)
0,67 2

III. Tổn thất điện năng trong máy biến áp của 2 phương án:
1. Phương án 1:
Apa1 = AB3 + AB1,B2 =
= 2046746,411 +8935234,772 = 10981981,18 (KWh)
2. Phương án 2:
Apa2 = AB3 + AB4 + AB1,2 =
= 2 . 2046746,411 + 4813122,682 = 8906615,504 (KWh)

GVHD NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH VŨ ĐỨC NGỌ