ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Phần điện nhà máy điện
Đại học bách khoa hà nội 1 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ .............................................................................................................2
PH N I: THI T K PH N I N NHÀ MÁY I NẦ Ế Ế Ầ Đ Ệ Đ Ệ .............................................3
CH NG I:T NH TOÁN CÂN B NG CÔNG SU T L A TR N PH NG ÁN ƯƠ Í Ằ Ấ Ự Ọ ƯƠ
N I DÂYỐ ...............................................................................................................3
CH NG II: T NH TOÁN CH N MÁY BI N ÁPƯƠ Í Ọ Ế .......................................12
I. T NH TOÁN DÒNG I N C NG B CÍ Đ Ệ ƯỠ Ứ .........................................................26
CH NG III:T NH NG N M CHƯƠ Í Ắ Ạ ....................................................................28
........................................................................................................................28
I.CH N I M NG N M CHỌ Đ Ể Ắ Ạ ........................................................................28
.....................................................................................................................29
III.T NH NG N M CH THEO I MÍ Ắ Ạ Đ Ể ...................................................30
.............................................................................................................................30
X47= XK +X44 = 0,165+0,06=0,225........................................................44
CH NG IVƯƠ .....................................................................................................48
CH NG V: CH N KH C I N THANH D N VÀ THANH GÓPƯƠ Ọ Í ỤĐ Ệ Ẫ ..............53
II. DÒNG I N C NG B C THEO KHÁNG CÓ PH T I L N NH TĐ Ệ ƯỠ Ứ Ụ Ả Ớ Ấ ...........60
CH NG VIƯƠ .....................................................................................................67
T NH TOÁN T D NGÍ Ự Ù .....................................................................................67
PH N IIẦ ...............................................................................................................70
PH N CHUYÊN Ầ ĐỀ.......................................................................................70
NHI M VỆ Ụ............................................................................................................70
CH NG 1: ƯƠ .....................................................................................................70
T NH TOÁN PH T I.Í Ụ Ả ........................................................................................70
CH NG 2ƯƠ .......................................................................................................74
S C P I N VÀ CH N CÁC THI T B I NƠĐỒ Ấ Đ Ệ Ọ Ế Ị Đ Ệ ..........................................74
I. UN KV.................................................................................................................74
Ki m tra cáp u ra MBAể đầ .................................................................................78

CH NG 3ƯƠ .......................................................................................................81
T NH TOÁN N I TÍ Ố ĐẤ ........................................................................................81
Đại học bách khoa hà nội 2 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA TRỌN
PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Để đảm bảo chất lượng điện, đặc biệt là giữ vững tần số công nghệ 50HZ
điện năng do các nhà máy điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với điện năng
tiêu thụ ( kể cả tổn thất). Như vậy điều kiện cân bằng công suất là rất quan
trọng, thực tế công suất tiêu thụ tại các phụ tải luôn luôn thay đổi, việc biết được
quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải rất quan trọng đối với người
thiết kế. Vận hành nhờ đồ thị phụ tải ta có thể lựa trọn phương án nối điện hợp
lý đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp , phân bố tối ưu
công suất giữa các nhà máy điện hoặc giữa các tổ máy trong một nhà máy điện ,
từ đó người vận hành sẽ chọn được phương thức vận hành hợp lý, chủ động lập
được kế hoạch sửa chữa, đại tu định kỳ thiết bị điện.
Theo nhiệm vụ thiết kế và các số liệu đã cho ta lập được đồ thị phụ tải ở các
cấp điện áp.
I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Căn cứ vào yêu cầu thiết kế nhà máy nhiệt điện ngưng hơi cho sẵn gồm 4 tổ
máy công suất mỗi tổ máy là 50MW.cung cấp cho phụ tải địa phương, phụ tải
trung áp,còn thửa phát lên cao áp
Ta tra bảng chọn máy phátTB-50-2các thông số như sau:
Bảng 1_1:
loại thông số định mức Điện kháng tương đối
TB


N v/phút S(MVA) P(MW) U(KV) Cos I

KA
Xd" Xd' Xd
3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84
II. TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1. PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT (PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG)
ĐIện áp địa phương U
đP
=10 (KV)
Công suất tác dụng lớn nhất P
đP max
=18 (MW)
Hệ số Cosϕ =0,82
Bao gồm 3 kép x 3MW và 6đơn x 2MW x 3 km
Đồ án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % tính toán về dạng có tên sau.

18
100
%
100
%
100%
max
⋅=⋅=⇒⋅=
dP
dp
dp
dp
dPm
dpt
dP

P
P
p
P
P
P
P

Và :
82,0
dPtdPt
dPt
P
Cos
P
S
==
ϕ
(MVA)
Đại học bách khoa hà nội 3 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
86,0
TtTt
Tt
P
Cos
P
S
==
ϕ
Trong đó: P

đPt
, S
đPt
là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào
cách tính ta có:
Bảng 1_2_1:
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷ 24
P
đP
% 100 90 90 100 90 80 80 100
P
đPt
(MW) 18 16,2 16,2 18 16,2 14,4 14,4 18
S
đP
(MVA
)
21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải ngày sau:

S(MVA)

21,95 21,95 21,95
19,76 19,76
17,56

0
2. PHỤ TẢI TRUNG ÁP:
Điện áp trung: U

T
=100 (kV)
Công suất tác dụng phía trung lớn nhất: P
Tmax
=110(MW)
Cosϕ = 0,86
Bao gồm 1 lộ đường dây kép 75 (MW)
Đề án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % , tính toán về dạng có tên như sau:

Và : (MVA)
Trong đó : P
Tt
; S
Tt
là công suất tác dụng , công suất biểu kiến tại thời điểm t căn
cứ vào cách tính ta tính được

Đại học bách khoa hà nội 4 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
110
100
%
100
%
100%
max
max
⋅=⋅=⇒⋅=
T
T
T

Tt
T
Tt
T
P
P
P
P
P
P
P
Bảng 1_2_2:
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20 ÷ 22 22÷ 24
P
T
% 70 80 80 90 90 100 90 70
P
Tt
MW 77 88 88 99 99 110 99 77
S
Tt
MVA
89,53 102,33 102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải sau:
3. PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY
)(200.
100
%
.

100
%
100.% MW
P
P
P
P
P
P
P
nm
nmdm
nm
nmt
nmdm
nmt
nm
==⇒=
Và:
8,0
=⇒=
ϕ
ϕ
Cos
Cos
P
S
Tt
Tt

Trong đó: P
nmt
; S
nmt
là công suất tác dụng, công suất biểu kiến tại thời điểm t
Công suất nhà máy định mức P
nmđm
=200 (MVA)
Căn cứ vào cách tính toán ta có bảng sau: Bảng 1_2_3
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷24
P
nm
% 80 90 80 90 100 100 90 80
P
nmt
(MW) 160 180 160 180 200 200 180 160
S
nmt
(MVA
)
192,8 216,9 192,8 216,9 241 241 216,9 192,8

Đại học bách khoa hà nội 5 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Từ bảng công suất ta có đồ thị phụ tải như sau:


4. PHỤ TẢI TỰ DÙNG TOÀN NHÀ MÁY:
Phụ tải tự dùng toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
)

2,289
6,04,0(
83,0
240
08,0)6,04,0(
cos
nmt
nmdm
nmt
td
nmdm
tdt
S
S
SP
S
⋅+⋅=⋅+⋅=
ϕ
α
(MVA)
Trong đó: S
tdt
: là công suất biểu kiến dùng toàn nhà máy tại thời điểm t
α: là số phần trăm lượng điện tự dùng so với công suất định mức
toàn nhà máy α =8%
Dựa vào công thức trên và bảng 1_2_3 ta có:

Bảng 1_2_4
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷11 11÷ 14 14÷ 17 17÷ 20 20÷22 22÷24

S
nmt
(MVA
)
192,8 216,87 192,8 216,87 216,87 241 216,87 192,8
S
tdt
(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải dùng toàn nhà máy như sau:
Đại học bách khoa hà nội 6 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG
Trong yêu cầu thiết kế không có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phát
lên hệ thống là lượng công suất thừa khi đã cung cấp đủ cho phụ tải
Ở đây điện áp hạ, trung và tự dùng
Công suất phát lên hệ thống là S
HT


)(
tdtTtdptnmtHT
SSSSS
++−=
Trong đó:
S
HT
: Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
S
nmt
: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t.
S

Tt
: Công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t.
S
tdt
: Công suất tự dùng tại thời điểm t.
Từ công thức trên ta có các giá trị sau.
Bảng 1_2_5:
T(h)
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11÷ 14 14 ÷17 17÷ 20 20÷ 22 22÷24
S
nmt
(MVA
)
192,77 216,87 192,77 216,87 216,87 241 216,87 192,77
S
đPt
(MVA) 21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95
S
Tt
(MVA) 89,53 102,33 102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53
S
tđt
(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96
S
HT
(MVA) 64,33 76,66 53,72 61,68 63,87 76,25 66,07 64,33

Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải nhà máy phát lên hệ thống như
sau:
Nhận xét: Nhà máy có 4 tổ máy với công suất mỗi tổ 60 MW bình thường

nhà máy cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp điện áp, thừa mới phát lên hệ thống.
Đại học bách khoa hà nội 7 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Nhà máy cung cấp cho phụ tải trung áp là lớn nhất 53% (127,91/241) trong
tổng công suất với yêu cầu là phải cung cấp cho phụ tải trung áp liên tục vì S
T max
lớn hơn dự trữ quay của hệ thống phụ tải địa phương cao nhất chiếm 9,1%
(21,95/241) gồm 3 đường dây kép và 6 dây đơn nên số mạch phân ra nhiều mức
độ quan trọng cao đối với 3 đường dây kép nên cũng phải cung cấp điện liên
tục .
Do phụ tải cao áp không có nên lượng công suất thừa được phát về hệ thống
bù cao nhất đạt 35,35 (76,66/216,87*100)
Lượng công suất này sẽ làm cho hệ thống tăng thêm dự trữ quay và phân bố
công suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống
III. LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Nhà máy phải thiết kế có phụ tải địa phương lớn nhất:
S
đm max
= 21,95 (MVA) là lượng công suất lớn của một tổ máy
S
Fđm
=62,5 (MVA)

%12,35100.
5,62
95,21
==
α
nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp
điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một
máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy

phát lớn nhất ngừng làm việc thì các máy khác còn lại phải cung cấp đủ điện
cho phụ tải cực đại của địa phương và tự dùng giữa các thanh góp phân đoạn
máy phát điện phải có kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch
S
đm
max
+ S
tđ
max
=21,95+19,28=41,23(MVA)
S
Fđm
= 62,5 vậy ta ghép được lớn hơn hoặc bằng hai máy phát lên thanh
góp điện áp máy phát
Nhà máy có trung tính lưới phát áp 220 kV, trung áp 110 kV là trung tính nối
đất trực tiếp nên ta phải dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc phụ tải trung áp có
đặc điểm

43,1
53,89
91,127
min
max
==
T
T
S
S
nên ta ghép một đến hai bộ máy phát
điện, máy biến áp hai quộn dây bên trung áp

Công suất còn thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với cực tiểu là.
43,1
72,53
66,76
min
max
==
HT
HT
S
S
do vậy để cấp công suất lên hệ thống ta
cần hai đến ba bộ trong đó bao gồm cả hai bộ máy phát máy biến áp tự ngẫu
Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với hai
thanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy
phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp cho
phụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu
1. CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Dựa vào nhận xét ở trên ta đưa ra bốn phương án nối dây sau.
 PHƯƠNG ÁN I:
Đại học bách khoa hà nội 8 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp
 Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát
 Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phát
máy biến áp, hai dây quấn đặt bên trung
 Bố trí nguồn phụ tải cân xứng
 Khi phụ tải trung áp cực tiểu S
T
min

=89,53(MVA) < 2.S
Fđm
=125(MVA) nên công suất truyền tải từ trung sang cao, điều này
hợp lý đối với máy biến áp tự ngẫu

 PHƯƠNG ÁN II
 Có ba mạch nối vào thành góp cao áp
 Có ba mạch nối vào thành góp trung áp
 Hai máy phát trên thanh góp điện áp máy phát
 Hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc đặt bên cao áp, một bộ máy phát
máy biến áp 2 dây quấn đặt bên trung áp, máy biến áp 2 dây quấn
đặt bên cao áp
 Phương án một và phương án hai tương đương nhau về kỹ thuật
nhưng bộ máy phát điện máy biến áp 2 dây quấn nối bên cao áp
220 kV đắt tiền hơn so với lối bên trung áp 110kV
 Ta phải dùng tới ba chủng loại máy biến áp dẫn đến không thuận
tiện lắp ghép và vân hành
Đại học bách khoa hà nội 9 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 PHƯƠNG ÁN III

Nhận xét:
 Có hai mạch nối vào thanh góp điện cao áp
 Có ba mạch nối vào thanh góp điện trung áp
 Ba máy phát được ghép trên thanh góp điện áp máy phát
 Hai máy biến áp tự ngẫu đặt bên cao để liên tục và có một bộ
máy phát máy biến áp đặt bên trung
 Phương án đảm bảo cung cấp điện
 Số máy biến áp đơn giản nhưng công suất máy biến áp tự ngẫu
lớn vì phải tải công suất của ba máy phát
 Thiết bị phân phối bên cao _ trung áp đơn giản hơn

Đại học bách khoa hà nội 10 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát lại phức tạp, thiết kế bảo
vệ Rơ le sẽ phức tạp hơn so với phương án trên
 Khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy biến áp tự ngẫu
còn lại với khả năng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp cho
phụ tải phía trung vì công suất máy biến áp lớn
 Dòng điện cướng bức qua kháng lớn
 PHƯƠNG ÁN VI
Nhận xét:
 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp
 Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện
 Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220
kV và số công suất rất lớn, rất cồng kềnh
 Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản
 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều
so với phương án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ le
phức tạp .
 Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không
chọn được kháng điện phân đoạn.
KẾT LUÂN:
Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng
phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện
bằng phương án một. Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để
thiết kế chi tiết tiếp.
Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy rõ phương án 4 phức tạp hơn nhiều về
kỹ thuật dẫn đến công tác vận hành, lắp đặt, thiết kế khó khăn, khó khả thi
Đại học bách khoa hà nội 11 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
hơn phương án 3. Do vậy ta quyết định loại phương án 4 để lại phương án 3
để tính toán tiếp .

Như vậy còn lại hai phương án 1 và 3 được thiết kế và so sánh tiếp.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
I. PHƯƠNG ÁN I
1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP
a. Chọn máy biến áp_B3_B4:
B3_B4 là máy biến áp trong sơ đồ nối, bộ được chọn cùng loại theo điều
kiện
S
B3đm
= S
B4đm
≥ S
Fđm
S
Fđm
=62,5(MVA) nên ta chọn máy biến áp loại TPDU-63/115/10,5. Tra
bảng thông số sau:
Bảng II_1
loại
S
đm
(MVA)
điện áp cuộn dây kV
U
N
% I
0
% số lượng
giá 10
3

rúpC T H P
0
P
N
TPDU 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 0,2
Kiểm tra quá tải.
Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏng
máy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ. Do vậy máy biến áp không
bị quá tải
b. Chọn máy biến áp tự ngẫu B1_B2:
• Chọn công suất định mức:
Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát. chọn B
1
- B
2
cùng loại theo điều kiện sau:
)
2
([
2
1
max
min
2
1
21
td
dm
i

FdmdmBdmB
S
SSSS
+−≥=
∑
=
α
9,48)]
2
28,19
56,17(5,62.2[
5,02
1
21
=+−
×
≥=
dmBdmB
SS
(MVA)
Từ đó ta chọn máy biến áp B
1
, B
2
loại TADUTH -100
Bảng II_2
loại S
đm
(MVA)
điện áp

cuộn dây
tổn thất
(kW)
U
N
%
I
0
%
giá
10
3
rúpC T H P P C-T C-H T-H
AT 100 230 121 11 65 260 11 31 19 0,5
• Kiểm tra sự cố:
Sự cố nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
S
Tmax
=127,91 (MVA) lúc 17
h
- 20
h
tương ứng với thời điểm này phụ tải
các cấp điện áp khác là:
Đại học bách khoa hà nội 12 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
S
đP
=17,56 (MVA) S
nm
= 250 (MVA)

S
td
=19,28(MVA) S
HT
=76,25 (MVA)
Trường hợp 1: khi sự cố một bộ máy phát _ máy biến áp bên trung (sự cố
B
3
, B
4
) giả sử hỏng B
3
. khi máy biến áp B
3
ngừng làm việc thì biến áp B
4
còn
lại, kể cả B
1
, B
2
với khả năng quá tải phải đảm bảo cho S
T
max

Điều kiện:
K
∆
C
qTảI

.α. ( S
B1đm
+ S
B2đm
) + S
bộT
≥ S
max
T
1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA)
)(68,57
4
28,19
5,62
4
max
ˆ
MVA
S
SS
td
FdmToB
=−=−=
•
Trong đó: S
Bộ T
là công suất một máy biến áp bên trung tải
Phân bố công suất khi sự cố như sau:
Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(9,48]56,17

2
28,19
5,622[
2
1
]
2
2[
2
1
21
MVAS
S
SSS
dp
td
FdmHBHB
=−−⋅=−−⋅⋅==
phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(115,35
2
68,5791,127
2
ˆ
max
21
MVA
SS
SS
TobT

TBTB
=
−
=
−
==
•
phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(785,13115,359,48
)(2)(1)(2)(1
MVASSSS
TBHBCBCB
=−=−==
Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:
)(100)(86,48785,13225,76
)(1
ˆ
MVAMVASSS
CBHTuethi
<=⋅−=−=
′
)(100
)(
MVASS
BdmCB
=<
)(50100.5,0.
)(
MVASSS
BdmtHB

===<
α
50
)(
=<
tTB
SS
(MVA)
Vậy máy biến áp không bị quá tải.
Công suất thiếu nhỏ hơn công suất dự phòng.
Kết luận: máy biến áp chọn đạt yêu cầu:
Đại học bách khoa hà nội 13 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Trường hợp 2: Khi sự cốmột máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2, giả
sử B1 sự cố, khi đó máy biến áp B3,B4 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải
phải đảm bảo S
T
max
Điều kiện:
1,4.0,5.100+ 2.57,68 = 185,36 > 127,91 (MVA)
(Điều kiện thoả mãn)
Phân bố công suất khi sự cố như sau:
Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:
Khả năng phát
Khả năng tải:
Vậy: Phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 70(MVA)
Phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải sau:
S
B2(T)
= S
T

max
- 2.S
bộT
= 127,91 - 2.57,68 =12,55 (MVA)
Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu B2 sẽ mang tải như sau:
Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= S
HT
- S
B2(C
=76,25-57,45=18,8(MVA)
S
thiếu
< S
dt
= 100 (MVA) Điều kiện thoả mãn
Như vậy: Máy biến áp tự ngẫu chỉ bị quá tải phía hạ trong phạm vi cho
phép vì khả năng tải của nó là:
S
qt
= 1,4.2.S
Bdm
= 1,4.0,5.100 = 70 (MVA)
Đại học bách khoa hà nội 14 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
max
22
.2.α.
TBéTdmBqtB

SSSK
≥+
)(8,9756,17
4
28,19
.25,62.2
4
.2.2
)(2
MVAS
S
SS
dp
td
FdmHB
=+−=−−=
)(70100.5,0.4,1 MVAS
qt
==
)(45,5755,1270
)(2
max
)(2)(2
MVASSS
TBHBCB
=−=−=
Về phía hạ, hai cấp còn lại cao và trung đều không quá tải
c. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP:

Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F

3
-B
3
, F
4
-B
4
) để vận hành đơn giản
ta cho máy phát mang công suất bằng phẳng trong suốt quá trình làm việc, khi
đó công suất qua máy biến áp là:
S
B3
= S
B4
= S
bộ T
= 57,68 (MVA)
Đối với máy biến áp tự ngấu B1, B2 tính phân bố công suất cho từng phía
cao_trung_hạ:
Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
)SS(
2
1
S
2
1
béTt
T
TN
∑

−=
Phía cao của tự ngẫu sẽ mang tải:
2
FHT
C
TN
S
S
=
Phía hạ áp của một tự ngẫu mang tải:
T
TN
C
TN
H
TN
SSS
+=
Từ các công thức trên ta dựa vào bảng 1_2_5 ta có bảng phân bố công suất sau:
Bảng II _ 3
T(giờ)
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20 ÷ 22 22 ÷ 24
S
bộT
(MVA) 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68
MBA
Tự
Ngẫu
S
TN

C
(MVA) 32,165 38,33 26,86 30,69 31,935 38,125 33,035 32.165
S
T
TN
(MVA) -12,915 -6,515 -6,515 -0,12 -0,12 12,55 -0,12 -12,915
S
H
TN
(MVA) 19,25 31,815 20,345 30,57 31,815 50,675 32,915 19,25
Dấu trừ trong bảng trên có nghĩa là trong khoảng thời gian đó công suất
được truyền từ thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV qua máy biến áp liên
lạc
2. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP
a. máy biến áp nối bộ B3, B4
B3, B4 được tính tổn thất điện năng theo công thức sau:
)()(
1
..
2
0
kWhT
S
P
n
TPnA
N
×∆+∆=∆
∑
Bdm

bé
bé
S
Trong đó: n :là số máy biến áp hai cuộn dây, vận hành song song (n=2)
T: Thời gian vận hành trong năm (T=8760 giờ)
ΣS
bộ
: là công suất tải của máy biến áp nối bộ bên trung (MVA)
∆P
0
; ∆P
N
: là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của máy biến
áp(kW)
S
Bđm
: là công suất định mức của máy biến áp (MVA)
Đại học bách khoa hà nội 15 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Theo công thức trên ta có:
)(8760)
63
68,57.2
.(245.
2
1
8760.59.2
2
kWhA
×+=∆
bé

∆A
bộ
= 4631750 (kWh)
b. máy biến áp tự ngẫu liên lạc
Tổn thất điện năng theo công thức sau:
i
Bdm
HN
HN
Bdm
iT
NT
Bdm
iC
CNTN
t
S
S
P
S
S
P
S
S
P
n
TPnA
×∆+∆+∆+∆=∆
∑
])()()([

1
.365..
2
_
_
2
_
2
_0
Trong đó: n là số máy biến áp làm việc song song
∆P
0
, ∆P
NC
, ∆P
NH
là tổn thất không tải, tổn thất ngắt mạch của cuộn cao,
trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu
S
iC
; S
iT
; S
iH
là công suất qua các cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp
Tính: ∆P
N_C
; ∆P
N_T
; ∆P

N_H

α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)
∆P
N_C,T
= 290 (kW) ‘đã cho’
Đại học bách khoa hà nội 16 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
( )
( )
( )
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kWPPP
HTNHCN
TCNHN
HCNHTN
TCNTN
HTNHCN
TCNCN
HCNHTNHCN
390
5,0
130130

2605,0
α
α
130
5,0
130130
2605,0
α
α
130
5,0
130130
2605,0
α
α
)(130
2
260
.
2
1
22
____
___
22
____
___
22
____
___

______
=






+
+−=






+
+−=∆
=






−
+=







−
+=∆
=






−
+=






−
+=∆
===∆=∆
Từ công thức trên ta tính cho một máy
Đại học bách khoa hà nội 17 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(1023047
)(1023047}2])
100
25,19
.(390)

100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130[
2])
100
915,32
.(390)
100
12,0
.(130)
100
035,33
.(130[
3])
100
675,50
.(390)
100
55,12
.(130)
100
125,38
.(130[
3])
100
815,31
.(390)

100
12,0
.(130)
100
975,69
.(130[
3])
100
57,30
.(390)
100
12,0
(130)
100
69,30
.(130[
3])
100
345,20
.(390)
100
515,6
.(130)
100
86,26
.(130[
3])
100
815,31
.(390)

100
33,38
.(130)
100
33,38
.(130[
5])
100
25,19
(390)
100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130.{[3658760.65
222
222
222
222
222
222
222
222
kWhA
kWh
A
TN
TN
=∆⇒

=×+
−
++
+×+
−
++
+×+++
+×+
−
++
+×+++
+×+
−
++
+×+
−
++
+×+
−
++=∆
Vậy tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 là:
∆A
2TN
= 2. ∆A
TN
= 2.1023047 = 2046094 (kWh)
Tổn thất điện năng phương án một là:
∆A
1
= ∆A

2TN
+ ∆A
bộ
= 2046094+4631750=6677844 (kWh)
3. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp máy phát

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợp
sau:
Khi bình thường:
Dòng qua kháng phân đoạn bằng không : I
btk
= 0 (A)
Khi sự cố máy phát một: (F1)
Công suất qua máy biến áp B1, B2 là:
)(864,17)
82,0
18
-
4
28,19
-5,62.(
2
1
)-
4
-.(
2
1
max

max
21
MVAS
S
SSS
dm
td
FdmquaBquaB
====
Công suất qua kháng K là:
Đại học bách khoa hà nội 18 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(35,23
82,0
5,1.3
864,17
1
MVAS
SSS
quaK
pdtquaBquaK
=+=
+=
Trong đó:
82,0cos
pdl
m
pdl
pdt
PP
S

==
φ
Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là:
)(3,235,62
4
28,19
82,0
2
3
.35,1.3
100.5,0.4,1
4
..4,1
max
11
MVAS
S
S
SSS
quaK
Fdm
td
pddmBquaK
=−+
+
+=
−++=
α

Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng là:

)(3,1
35,10
5.23
3
max
KA
U
S
I
quaK
cbK
===
Từ đó ta chọn loại PbA-10-1500-10:
Có I
dmK
= 1500 (A); X
K
% = 10%
4. TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC
a. Phía hạ áp 10kV:
 Dòng điện cưỡng bức của máy phát
)(608,3
35,10
5,62
.05,1
3
.05,1.05,1 kA
U
S
II

F
dm
pdmCb
====
 Dòng cướng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu
)(849,3
3.5,10
100.4,1.5,0
3
..
)2(1
kA
U
SK
I
F
BdmBqt
Cb
===
α
 Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là
I
Cb
= 1,3 (kA)
b. Phía trung 110 kV:
Đại học bách khoa hà nội 19 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung
Về phía phụ tải trung áp:
Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất
một đường dây kép:

)(438,0
3115
86,0
75
3
cos
.2 KA
U
P
II
btcb
====
φ
 Về phía máy biến áp nội bộ:
)(344,0
3115
5,62
.05,1
3115
.05,1 kA
S
I
Fdm
Cb
===
 Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu:
Theo kết quả tính toán ở mục máy biến áp tự ngẫu (chương II_I_2 ) và
phân bố công suất ở bảng II_3 ta có:
Khi bình thường: S
B1(T)

= S
B2(T)
= 13,95MVA
Khi sự cố 1: S
B1(T)
= S
B2(T)
= 35,115MVA
Khi sự cố 2: S
B2(T)
= 12,55MVA
)(184,0
3115
115,35
3115
max
max
kA
S
I
cb
===⇒
 Kết luận: Dòng điện cưỡng bữc lớn nhất bên trung là:
)kA(438,0I
max
cb
=
 Phía cao 220kV
Dòng điện cưỡng bức 220kV
Về phía hệ thống:

)(192,0
3230
66,76
3
max
kA
U
S
I
HT
cb
===
Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu
Theo kết quả đã tính ở mục chọn máy biến áp tự ngẫu (I-1-b); mục phân
bố công suất ở bảng II-3 ta có:
Khi bình thường:
( ) ( )
( )
MVASS
CBCB
33,38
max
2
max
1
==
Khi sự cố 1 :
785,13
)(2)(1
==

TBTB
SS
(MVA)
Khi sự cố 2 :
( )
( )
MVAS
TB
45,57
2
=


)(144,0
3230
45,57
3230
max
max
kA
S
I
Cb
===⇒
Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:
I
max
Cb
= 0,192 (kA)
II. PHƯƠNG ÁN III:

1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP:
Chọn giống phương án một ta cũng chọn máy biến áp loại TPDU-
63/115/10,5
Bảng II_4:1
Loại

S
đm
(MVA)
Điện áp cuộn dây (kA)
U
N
%
I
0
%
Số
Lượng
Giá
10
3
rúp
C T H P
0
P
N
Đại học bách khoa hà nội 20 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
TPDU 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 0,1
2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU B1, B2:
a. chọn công suất định mức:

Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát:
Chọn B1, B2 cùng theo điều kiện sau:
)(48,155]
4
28,19
356,175,623[
5,0.2
1
]
4
3([
2
1
2
1
21
max
min
3
1
21
MVASS
S
SSSSS
dmBdmB
td
dm
i
PdmthõadmBdmB

=×−−×≥=
+−=≥=
∑
=
αα
Từ đó ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 loại ATDUTH-1
Bảng II_5:
Loại
S
đm
MB
A
Điện áp cuộn
dây(kV)
Tổn thất
(kW)
U
N
%
I
%
Số
Lượng
C T H P
0
P
N-C-T
C - T C - H T - H
ATDUTH 200 230 121 13,8 125 360 11 32 20 0,39 02
b. Kiểm tra sự cố:

Sự nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
S
max
T
= 127,91(MVA) từ 17 - 20
h
tương ứng với thời điểm này phụ tải các cấp
điện áp khác là
S
dm
= 17,56 (MVA) S
nm
= 250 (MVA)
S
td
= 19,28(MVA) S
HT
= 176,25 (MVA)
 Trường hợp I:
Khi sự cố bộ máy phát, máy biến áp bên trung (sự cố b3)khi máy biến áp
B3 ngừng làm việc thì máy biến áp B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo
cho S
T
max

Điều kiện:
( )
max
Tdm2Bdm1Bqt
S)SS.(α2B1BK2

≥+×××

)(91,127448)160160.(5,04,12 MVA
>=+××
Điều kiện thoả mãn:
Phân bố công suất khi sự cố như nhau:
 Phía hạ của một máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(44,77]56,17
4
28,19
.35,623[
2
1
]
4
.3.3[
2
1
21
MVA
S
S
SSS
dp
td
FdmHBHB
=−−×=
−−==
 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(955,63

2
91,127
2
max
)(2)(1
MVA
S
SS
T
TBTB
====
 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(485,13955,6344,77
)(2)(1
MVASS
CBCB
=−==
 Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:
Đại học bách khoa hà nội 21 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(801605,0
)(160
)(100
)(28,49485,13225,76
)(
)(
)(1
MVASSS
MVASS
MVASS
MVASSS

BdmHTB
BdmCB
dt
thiÕu
CBHT
thiÕu
=×=×=<
=<
=<
=×−=−=
α
Vậy máy biến áp không bị quá tải:

Kết luận: Vậy máy biến áp chọn đạt yêu cầu
 Trường hợp II:
Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu liên lạc B1 hoặc B2. Giả sử B1 sự cố
khi đó máy biến áp B3 còn lại và B2 kể cả khả năng quá tải phải đảm bảo
S
T
max

Điều kiện:
max
TbéTdm2B2qtB
SSSαK
≥+××

)(91,127)(68,16968,571605,04,1 MVAMVA
>=+××
Điều kiện trên thoả mãn:

Phân bố công suất khi sự cố như nhau.
 Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:
Khả năng phát
dm
td
Fdm)H(2B
S
4
S
3S3S
−×−×=

)(48,15556,17
4
28,19
35,623 MVA
=−×−×=

Khả năng tải
)(112160.5,04,14,1
2
MVASS
dmBqt
=×=××=
α
Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)
 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(23,7068,5791,127
max
)(2

MVASSS
béTTTB
=−=−=
Đại học bách khoa hà nội 22 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Phía cao của máy biến áp tự ngẫu
)(77,4123,70112
)(2
max
)(2)(2
MVASSS
TBHBCB
=−=−=
 Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là

)(100
)(48,3477,4125,76
)(2
MVASS
MVASSS
dt
ThiÕu
CBHT
ThiÕu
=<
=−=−=
⇒ Điều kiện thoả mãn
Như vậy: Máy biến áp không bị quá tải phía trung và phía hạ quá tải
trong phạm vi cho phép
3. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP
Đối với các bộ máy phát - máy biến áp ( F3 - B3 ) tương tự như phương án

một ta có:
S
B3
= S
bộ
= 57,68 (MBA)
Đối với máy biến áp B1; B2 thính phân bố công suất cho từng phía cao, trung,
hạ
 Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
)SS(
2
1
S
béT1T
C
TN
−=
 Phía cao của một tự ngẫu sẽ mang tải :
2
S
S
HT
C
TN
=
 Cuộn hạ của một tự ngẫu mang tải:
T
TN
C
TN

H
TN
SSS
+=
Từ công thức trên và dựa vào bảng I_5 ta có bảng phân bố công suất sau:
Đại học bách khoa hà nội 23 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Bảng II_6
Giờ 0 - 5 5 - 8 8 - 11 11 - 14 14 - 17 17 - 20 20 - 22 22 - 24
S
TN
C
32,165 38,33 26,86 30,69 31,935 38,125 33,035 32,165
S
TN
T
15,925 22,325 22,325 28,72 28,72 35,115 28,72 15,925
S
TN
H
48,09 60,655 49,185 59,41 60,655 73,25 61,755 48,09
S
B3:B4
57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68 57,68
III. TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP:
1. MÁY BIẾN ÁP NỘI BỘ:
B3 được tính tổn thất điện năng giống B3; B4 ở phương án một
)(2315875
2
4631750
2

0
3
kWh
A
AB
b
==
∆
=∆
2. MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC:
Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức
∑
×∆+∆+∆×∆×=∆
t])
S
S
.(P)
S
S
.(P)
S
S
.(P[.365.
n
1
.TPnA
2
dm
H_N
H_N

2
Bdm
iT
T_N
2
Bdm
C
C_N0TN
Tính ∆P
NC
; ∆P
NT
; ∆P
NH

α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5 )
∆P
NCT
= 380 (đã cho trước)
)(570]
5,0
190190
380[5,0][
)(190]
5,0
190190
380[5,0][
)(190]
5,0
190190

380[5,0][
)(190
2
380
2
1
25
__
_
22
__
_
22
__
_
___
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kWPPP
HNTCNH
HNNH
HNCHNT
NTTN

HNCTNC
TNCNC
HNCHNTTNC
=
+
+−×=
−
+−×=∆
=
−
+×=
−
+×=∆
=
−
+×=
−
+×=∆
==⋅=∆=∆
α
α
α
α
α
α
Từ công thức trên ta tính được cho một máy:
+×++×+×=∆
5])
160
09,48

.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190{[365876085
222
TN
A
Đại học bách khoa hà nội 24 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(15052955}2])
160
09,48
.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190[
2])
160
775,61
.(570)
160
72,28
.(190)
160
035,33

.(190[
3])
160
25,73
.(570)
160
115,35
.(190)
160
125,38
.(190[
3])
160
655,60
.(570)
160
72,28
.(190)
160
935,31
.(190[
3])
160
41,59
.(570)
160
72,28
.(190)
160
69,30

.(190[
3])
160
185,49
.(570)
160
325,22
.(190)
160
86,26
.(190[
3])
160
655,60
.(570)
160
325,22
.(190)
160
33,38
.(190[
222
222
222
222
222
222
222
kWh
=×+++

+×+++
+×+++
+×+++
+×+++
+×+++
+×+++
)(15052955 kWhA
TN
=∆⇒
Vậy: Tổn thất điện năng của hai máy biến áp tự ngẫu B1; B2 là:
)(30105911505295522
2
kWhAA
TNTN
=×=∆×=∆
Tổng tổn thất điện năng phương án ba là:
)(532646623158753010591
21
KWhAAA
béTN
=+=∆+∆=∆
IV. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp máy phát gồm ba đường kép ×3MW × 3km và 6đường dây
đơn × 2MW × 3km
Tương tự phương án một ta phân phối phụ tải như sau:
Đại học bách khoa hà nội 25 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37