Đồ án tốt nghiệp Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán phụ tải và
cân bằng công suất


1
LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận. Tuy nhiên,
nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang càng trở
nên khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới. Đó là bởi vì để có năng
lượng dùng ở các hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như
khai thác, chế biế
n vận chuyển và phân phối. Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi
phí về tài chính, kỹ thuật và các ràng buộc xã hội. Hiệu suất các công đoạn kể từ
nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối cùng nói chung là thấp. Vì vậy đề ra
lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng lượng từ nguồn năng lượng
sơ cấp đến năng l
ượng cuối cùng để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất là một nhu cầu
và cũng là nhiệm vụ của con người.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các nhà
máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó các nhà máy điện có nhiệm
vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như
: than, dầu, khí đốt, thủy năng, .. . thành điện
năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng sản xuất hàng năm bởi các nhà máy

nhiệt điện không còn chiếm tỷ trọng lớn như trong những năm thập kỷ 80 của thế kỷ
trước. Tuy nhiên, với thế mạnh nguồn nguyên liệu như ở nước ta, tính chất phụ tải
đáy của nhà máy nhiệt đ
iện, và hạn hán... thì trong các năm tới đây sẽ xây dựng và
đưa và sử dụng hàng loạt các nhà máy nhiệt điện chạy thanh ở miền Bắc nước ta.
Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy điện và tính toán vận hành tối
ưu của nhà máy điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về
mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành H
ệ thống điện trước khi thâm nhập vào
thực tế.
Với yêu cầu như vậy, đồ án môn học được hoàn thành gồm bản thuyết minh
này (gồm 6 chương) kèm theo các bản vẽ phần nhà máy nhiệt điện.
Các chương này trình bày toàn bộ quá trình tính toán từ chọn máy phát điện,
tính toán công suất phụ tải các cấp điện áp, cân bằng công suất toàn nhà máy, đề
2
xuất các phương án nối điện, tính toán kinh tê - kỹ thuật, so sánh lựa chọn phương
án tối ưu đến chọn khí cụ điện cho các phương án được lựa chọn. Phần này có kèm
theo 1 bản vẽ A
0
.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn GS. TS Lã Văn Út
cùng các thày cô trong bộ môn Hệ thống điện đã hướng dẫn một cách tận tình để
em có thể hoàn thành bản đồ án này.

CHƯƠNG I
.
TOÁN PHỤ TẢI VÀ
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

3
Việc cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện là một điều vô cùng
cần thiết. Điện năng do nhà máy điện phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ
tại các hộ dùng điện và lượng điện năng tổn thất. Trong thực tế lượng điện năng
luôn luôn thay đổi do vậy người ta phải dùng phương pháp thống kê d
ự báo lập nên
đồ thị phụ tải nhờ đó có thể lấp nên phương thức vận hành hợp lý,chọn sơ đồ nối
điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

1.1 Chọn máy phát điện.
Nhà máy điện gồm bốn máy phát, công suất mỗi máy là 50 MW. Ta sẽ chọn các
máy phát cùng loại, điện áp định mứ
c bằng 10,5 kV.
Bảng 1.1. Bảng tham số máy phát điện.

Loại máy phát Thông số định mức Điện kháng tương đối
TBϕ-50-2
n
v/ph
S
MVA
P
MW
U
kV
cosϕ
I
kA
X’’
d
X’
d
X
d
3600 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84

1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Từ bảng phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải của các cấp điện áp
Ta áp dụng công thức:
P
t
=P%.P
max

S

t
=
ϕcos
P
t

1.2.1Tính toán phụ tải và cân bằng công suất nút điện áp máy phát
Ta có:
P
max
=14,2 MW
cosϕ = 0,8
Phụ tải bao gồm các đường dây: 4 đơn x 1,8MW x 3km; 2 kép x 3,5 MW x 4km
Ta tính theo công thức:
4

maxUFUF
P.
100
)t%(P
)t(P =


ϕ
=
cos
)t(P
)t(S
UF
UF

Ta có bảng:

Thời gian(h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24
P
UF
% 60 75 100 85 70
S
UF
MVA 10,65 13,31 17,75 15,98 12,43
Từ bảng ta có đồ thị phụ tải địa phương :


1.2.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung
P
max
=80 MW cos
ϕ
=0,8
Phụ tải gồm các đường dây: 1 kép + 4 đơn
S
max
=P
max
/cos
ϕ
=80/0.8=100 MVA

Ta có bảng:
Thời gian (h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24
P
UT
% 70 90 85 100 70
Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t
0
6
10 14 18 24
S
UF
[MWA]
t, [h]
10,65
13,31
17,75
15,98
12,43
5
S
UT
MVA 112.5 135 127.5 150 120
Từ bảng ta có đồ thị:


1.2.3.Công suất phát toàn nhà máy
Công suất đặt toàn nhà máy 250 MVA
Số lượng máy phát: 4 tổ
P
đmF

=50 MW; cos
ϕ
=0.8
Ta có bảng:

Thời gian(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
P
NM
% 75 90 100 85 70
S
NM
MVA 187,5 225 250 212,5 175

Ta có đồ thị phụ tải

t, [h]
[MWA]
UT
S
2418141040
Phô t¶i cÊp ®iÖn ¸p trung
70
90
85
100
70
6

1.2.4.Công suất tự dùng toàn nhà máy
Công suất tự dùng của nhà máy cho bởi công thức:

S
tdt
=αS
NM
.(0,4+0,6.S
t
/S
NM
)
Trong đó:
S
tdt
: Phụ tải tự dùng tạ thời điểm t
S
NM
: ông suất đặt toàn nhà máy
S
t
: Công suất của nhà máy phát ra tại thời điểm t
α: Số phần trăm lượng điện tự dùng
Ta có: P
NM
=200 MW → S
NM
= 250
8.0
200
= MVA
α=8%
Ta có bảng :

Thời gian(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
Công suất % 75 90 100 85 70
S
td
MVA 75 18,8 20 18,2 16,4

Ta có đồ thị:


Phô t¶i toμn nhμ m¸y ®iÖn
0 8 12 14 20 24
S
NM
[MWA]
t, [h]
187,5
225
250
212,5
175
7

1.2.5.Cân bằng công suất và toàn nhà máy và xác định công suất phát vào hệ
thống
.
Bỏ qua tổn thất công suất, từ phương trình cân bằng công suất ta có:
S
NM
=S

td
(t) + S
UF
(t) + S
T
(t) + S
HT
(t)
⇒S
HT
=S
NM
(t) – [S
td
(t) + S
đp
(t) + S
T
(t)]
Ta có bảng:

Thời
gian (h)
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
NM
(t) 187,5 187,5 187,5 225 225 250 215,5 212,5 175
S
td
(t) 17 17 17 18,8 18,8 20 18,2 18,2 16,4

S
UF
(t) 10,65 10,65 13,31 13,31 17,75 17,75 15,98 12,43 12,43
S
T
(t) 70 90 90 90 85 85 100 70 70
S
HT
(t) 89,85 69,85 67,19 102,9 103,5 127,3 78,33 111,9 76,18

Ta có sơ đồ:



t, [h]
[MWA]
TD
S
2420141280
Tù dïng cña nhμ m¸y ®iÖn
17
18,8
20
18,2
16,4
8

1.3.Chọn sơ đồ nối điện chính
Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng. Các phương án vạch ra phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu dùng điện, thể hiện được tính khả
thi và kinh tế. Cơ sở để vạch ra các phương án là bảng phụ tải tổng hợp, đồng thời
tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung.
Vớ
i nhiệm vụ thiết kế đặt ra nhà máy gồm có 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất đặt
là 50 MW.

Theo kết quả tính toán ta có:
+Phụ tải cấp điện áp máy phát:
S
UFmax
=17,75 MVA; S
UFmin
=10,65 MVA
+Phụ tải cấp điện áp trung:
S
Tmax
=100 MVA; S
Tmin
=70 MVA
+Phụ tải tự dùng:
S
tdmax
=20 MVA; S
tdmin
=16,4 MVA
+Phụ tải phát vào hệ thống:
C«ng suÊt ph¸t vμo hÖ thèng

0 8 12 14 20 24
S
HT
[MWA]
t, [h]
6
4
10 18
69,85
67,19
102,9
103,5
127,3
119,9
78,33
76,18
89,85
9
S
HTmax
=127,3 MVA; S
HTmin
=67,19 MVA
Ta có:
%2,14
5,62.2
75,17
S.2
S
MF

maxUF
== <15% nên ta không dùng thanh góp điện áp máy
phát. Phụ tải địa phương và tự dùng lấy từ đầu cực của máy phát.
Do các cấp điện áp 220kV và 110kV là lưới đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt
khác hệ số có lợi α=0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất
liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.
Do S
Tmax
/S
Tmin
=100/70 mà S
đmF
=62,5 MVA, cho nên ghép 1 đến 2 bộ máy phát
điện-máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp.
Không nối bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một bộ như vậy sẽ
lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
Với các nhận xét trên ta có các phương án nối điện cho nhà máy như sau:
1.Phương án 1

F1
~
~
~
~
F2 F3
F4
TD+ĐP
TD+ĐP
TD TD
B1
B2
B3
B4
220
kV
110
kV


10

2.Phương án 2

Nhận xét sơ đồ nối điện của phương án 1 :

Phương án này có 2 bộ máy phát điện-máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp
điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát điện - máy
biến áp tụ ngẫu liên lạc giữa các cấp điện, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ
thống, vưa tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.
+Ưu điểm:
Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá
thành hạ hơn so với máy biến áp 220kV.
Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+Nhược điểm: Tổn thất công suất lớn khi S
Tmin


Nhận xét sơ đồ nối điện của phương án 2 :

F1
~
~
~
~
F2
F3
F4
TD TD TD
TD
B1
B2
B3
B4
220
kV
110
kV

11
Phương án 2 khác phương án 1 ở chỗ có một máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn
dây nối lên hệ thống thanh góp 110kV. Như vậy ở phía thanh góp 220kV có đấu
thêm một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây.
+Ưu điểm:
- Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên
tổn thất công suất nhỏ.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên t
ục
- Vận hành đơn giản
+Nhược điểm: Có một bộ máy phát điện - máy biến áp bên cao nên đắt tiền hơn.

12






CHƯƠNG 2.TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công suất của chúng
rất lớn, bằng khoảng 4 đến 5 lần công suất các máy phát điện. Do đó vốn đầu tư
cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn được số lượng máy biến áp ít, công
suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ.
2.1.Phương án 1.













Công suất của máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng
làm việc bình thường tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều
làm việc.
Mặt khác khi có một máy bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sửa chữa thì
các máy biến áp còn lại với khả năng quả tải sự cố phải đảm b
ảo cung cấp đủ công
suất cần thiết.
2.1.1.Chọn công suất cho máy biến áp.
F1
~
~
~

~
F2 F3
F4
TD+ĐP
TD+ĐP
TD TD
B1
B2
B3
B4
220
kV
110
kV



13
a) Chọn máy biến áp nối bộ B
3
và B
4
Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện:
S
đmB
≥ S
đmF

Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn được máy biến áp có thông số sau:

Loại
máy
biến áp
S
đm

MVA
Điện áp cuộn dây
kV
Tổn thất công suất
kW
U
N
% I
0
%
C H
0
PΔ

N
PΔ

TPДЦH 63 115 10,5 59 245 10,5 0,5
b) Chọn máy biến áp liên lạc
Máy biến áp liên lạc được chọn theo điều kiện sau:
α
≥
dmF
dmB

S
S
Trong đó: S
đmB
là công suất của máy biến áp đang chọn
S
đmF
là công suất của máy phát
α là hệ số có lợi,
5,0
220
110220
U
UU
C
TC
=
−
=
−
=α
→ S
đmB
=
125
5,0
5,62
=
MVA
Theo điều kiện trên ta chọn được máy biến áp liên lạc có thông số sau:

Loại
máy
S
đm

MVA
Điện áp cuộn
dây
kV
Tổn thất công
suất
kW
U
N
%I
0
%
C H
0
ΔΡ

N
ΔΡ

11 0,5
TPДЦ 125 242 10,5 115 380

2.1.2.Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường.
a)Đối với bộ máy biến áp nối bộ B

3
, B
4

14
Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0-24 giờ lên
thanh góp, tức là bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua
máy biến áp mỗi bộ được tính:
S
B3
=S
B4
=
5,57
4
20
5,62
4
S
S
maxtd
dmF
=−=−
MVA
Tổng công suất của hai máy:
S
B3
+S
B4
=2.57,5=115 MVA

b)Phân bố công suât trên máy biến áp B
1
và B
2

-Phía điện áp cao 220kV: Công suất của cuộn dây điện áp cao được phân bố theo
biểu thức sau:
TG
220)2B(C)1B(C
S.
2
1
SS ==

-Phía điện áp trung: Công suất của cuộn dây được phân bố theo biểu thức:
2
)SS(S
SS
4B3B110
)2B(T)1B(T
+−
==

-Phía hạ áp của máy biến áp: Công suất được phân bố theo biểu thức sau:
)2B(T)2B(C)1B(T)1B(C)2B(H)1B(H
SSSSSS +=+==
Vậy kết quả phân bố công suất của cuộn dây máy biến áp B
1
, B
2

được ghi trong
bảng sau:

MBA
S,
MVA
Thời gian (t)
0-4 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
B3, B4 SC=ST 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5 57,5
B1, B2
SC 44,925 34,925 33,595 51,45 51,75 63,65 39,165 55,95
ST -22,5 -12,5 -12,5 -12,5 -15 -15 -7,5 -22,5
SH 22,425 22,425 21,095 38,95 36,75 48,65 31,665 33,45

2.13.Kiểm tra quá tải máy biến áp.
Vì các máy biến áp có công suất định mức lớn hơn công suất định mức của máy
phát nên không cần kiểm tra quá tải, chỉ kiểm tra MBA liên lạc.
15
Các máy biến áp liên lạc đã chọn có công suất định mức lớn hơn công suất thừa cực
đại nên ta không phải kiểm tra quả tải bình thường. Ta chỉ kiểm tra quá tải sự cố.
a.Sự cố B
3
(hoặc B
4
)
Trường hợp nguy kiểm nhất là S
T
=S
Tmax
=100 MVA (14-18h).

Trong trường hợp này để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải điện trung áp thì cuộn
dây điện áp trung của máy biến áp B
1
(B
2
) phải tải một lượng công suất là:
S
TB1(B2)
=[S
Tmax
-(S
đmF
-S
tdmax
/4)]/2=[100-(62,5-5)]/2=21,25 MVA
S
Tđm
=α S
đm
=0,5.125=62,5>21,25 → Máy biến áp không bị quá tải.
-Công suất vào phía hạ của máy biến áp tự ngẫu.
S
HB1
=S
HB2
=S
đmF
-
625,48
2

75,17
55,62
2
S
4
S
maxUFmaxtd
=−−=−
MVA
-Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu truyền lên hệ thống:
S
CB1
=S
HB1
-S
TB1
=48,625-21,25=27,375 MVA
-Lượng công suất phát về hệ thống:
S
HT
=2.S
CB1
=2.27,375=54,75 MVA
So với công suất phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành bình thường thì
công suất thiếu hụt là:
S
th
=
2CB1CB
TG

220
SSS −−
=100-54,75=45,25 MVA
Ta thấy rằng dự trữ của hệ thống là S
dtHT
= 12%.2200 =264 MVA
Do đó S
dtHT
> S
th
nên thoả mãn.










TD
TD+ĐP
110
kV
F1
~
~
~
~

F2 F3
F4
TD+Đ
TD
B1
B2
B3
B4
220
kV


48,625
48,625
54,75
27,375
21,25
21,25
16

b.Sự cố máy biến áp tự ngẫu B
1
hoặc B
2
.
Ta có S
Tmax
/S
Tmin
=100/70 nếu ta vẫn cho hai máy phát F

3
,F
4
làm việc với công suất
định mức thì công suất truyền lên thanh góp trung áp qua các máy biến áp B
3
,B
4
là:
S
B3
+S
B4
=2.(S
đmF
-S
tdmax
/4)=2.(62,5-5)=115 MVA.
Do đó công suất luôn truyền từ trung sang cao. Khi S
Tmin
thì công suất truyền từ
trung sang cao là lớn nhất. Vậy trường hợp này là nguy hiểm nhất (0-4h).
Công suất truyền từ thanh góp trung áp sang phía cao của máy bién áp B
2
là:
S
TB2
=S
Tmin
-(S

B3
+S
B4
)=70-115= -45 MVA
Lượng công suất này nhỏ hơn công suất định mức của cuộn dây điện áp trung áp
như ta đã tính. Do đó các máy biến áp đã chọn không bị quá tải.
Khi đó nếu máy phát F
2
phát công suất định mức thì cuộn hạ của máy biến áp tự
ngẫu sẽ tải một lượng công suất là:
S
HB2
=S
đmF
-
75,3975,1755,62S
4
S
maxUF
tdmax
=−−=−
MVA
Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu lên hệ thống:
S
CB2
=S
HB2
+S
TB2
=45+39,75=84,75 MVA

Vậy so với công suất phát lên hệ thống lúc bình thường khi vận hành còn thiếu là:
S
th
=127,3-84,75= 42,55 MVA
Như vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.










62,5
62,5
F1
~
~
~
~
F2 F3
F4
TD TD TD TD
B1
B2
B3
B4
220

kV
110
kV


84,75
39,75
45
17


2.14.tính tổn thất điện năng
+Tổn thất diện năng của máy biến áp B
3
,B
4
:
Δ
A=8760.
Δ
P
0
+8760.
Δ
P
N
.S
B
2
/S

đm
2

Trong đó:
Δ
A:Tổn thất công suất không tải (kW)
Δ
P
N
:Tổn thất công suất khi có tải
S
đm
:Công suất định mức của máy biến áp MVA
S
B
:Công suất định mức 1 bộ máy phát điện MVA
Thay số ta có:
3
2
2
10.2646
63
245.5,62.8760
59.8760 =+=ΔΑ
(kWh)
Vậy tổn thất của cả 2 máy bién áp :
ΔA
1
=2.2304664 = 4609328 (kWh) =4609,3 (MWh)
+Tổn thất của máy biến áp liên lạc:

Tổn thất điện năng của máy biến áp liên lạc được tính theo công thức:
365t
S
S
S
S
S
S
.T.
i
dmB
H
i
H
N
dmB
T
i
T
N
dmB
C
i
C
N02
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢

⎢
⎣
⎡
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ΔΡ+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ΔΡ+
⎟
⎟
⎠

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ΔΡ∑+ΔΡ=ΔΑ

Trong đó:+
ΔΑ
:Tổn thất điện áp trong máy biến áp (kWh)
+
0
ΔΡ
:Tổn thất không tải máy biến áp (kW)
+
H
N
T
N
C
N
,, ΔΡΔΡΔΡ
:Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao, trung , hạ của
máy biến áp tự ngắu.
+
H
i
T
i
C

i
S,S,S
:Công suất cuộn cao, trung , hạ ở thời điểm t
+ t:Thời gian trong ngày
+
380
TC
N
=ΔΡ
−
kW=0,38MW

19,038,0.5,0..
HC
N
HT
N
HC
N
==ΔΡα=ΔΡ=ΔΡ
−−−
MW
+ S
đmB
=125MVA
18
19,0
5,0
19,0
5,0

19,0
38,05,05,0
222
HT
N
2
HC
N
TC
N
C
N
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
α
ΔΡ
−
α

ΔΡ
+ΔΡ=ΔΡ
−−
−
MW

19,0
5,0
19,0
5,0
19,0
38,05,05,0
222
HC
N
2
HT
N
TC
N
T
N
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+=

⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
α
ΔΡ
−
α
ΔΡ
+ΔΡ=ΔΡ
−−
−
MW
14,1
5,0
19,0
5,0
19,0
38,05,05,0
222
HC
N
2
HT
N
TC
N
H

N
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++−=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
α
ΔΡ
+
α
ΔΡ
+ΔΡ−=ΔΡ
−−
−
MW
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢

⎣
⎡
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎠
⎞
⎜

⎝
⎛
∑+=ΔΑ
i
2
H
i
2
T
i
2
C
i
2
t
125
S
14,1
125
S
19,0
125
S
19,0.3658760.115,0

=1783,4 MWh
Tổng tổn thất điện năng trong phương án này là:
1,81763,46094,1783.22
21
=+=ΔΑ+ΔΑ=ΔΑ

MWh.
Tổng điện năng do nhà máy phát ra trong 1 năm.
)4.1756.5,2122.2504.2258.5,187(365t.365
inm
++++=Ρ∑=Α

= 1779375 (MWh)
Tổn thất điện năng phương án 1 tính theo phần trăm:
%46,0100.
1779375
1,8176
100.% ==
Α
ΔΑ
=ΔΑ


2.1.5.tính dòng cưỡng bức
a) Mạch 10,5 kV :
* Tại cực máy phát điện :

)1(
cb
I
= 1,05. I
đm
= 1,05 .
5,10.3
5,62
= 3,608 (kA)

b)Mạch 110kV :
* Mạch máy phát-máy biến áp :
)2(
cb
I
=1,05.
344,0
110.3
5,62
.05,1
U.3
S
T
fdm
==
(kA)
19
*Mạch liên lạc :
T
cb
cb
U
S
I
.3
)3(
=

Trong đó S
cb

= S
max
{sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bộ bên trung}
S
cb
= max(45 và 21,5)
⇒
I
cb
(3)
=
236,0
110.3
45
=
(kA)
*Mạch phụ tải bên trung:
I
cb
(4)
=
T
tmax
U.3.n
S.2

Trong đó: P
maxt
: công suất cực đại bên trung.
N : số mạch đường dây đơn (gồm có 1 kép và 4 đơn)

I
cb
(4)
=
175,0
.110.3.6
100.2
=
(kA)
Vậy dòng cương bức bên trung là :
I
cbmax
(trung) = 0,344 (kA)
c)Mạch 220 KV :
I
cbmax
(cao) = I
max
(I
cb
(5)
; I
cb
(6)
)
*Mạch nối với hệ thống:
I
cb
5)
=

334.0
220.3
3,127
U.3
S
c
maxHT
==
(kA)
*Mạch nối với máy biến áp tự ngẫu:
I
cb
(6)
=
C
U.3
S
cb

Trong đó thì S
cb
= Max{sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bộ }
S
cb
= (27,375 và 84,75)
⇒
I
cb
(6)
=

222,0
220.3
75,84
=
(kA)
Vậy dòng cưỡng bức lớn nhất bên trung là :
I
cbmax
(cao) = 0,334 (kA)

20
2.2.PHƯƠNG ÁN 2.
2.2.1.Chọn máy biến áp
a) Chọn máy biến áp nối bộ B
4
Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện:
S
đmB
≥ S
đmF

Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn được máy biến áp có thông số sau:

Loại
máy
biến áp
S
đm

MVA

Điện áp cuộn dây
kV
Tổn thất công suất
kW
U
N
% I
0
%
C H
0
PΔ

N
PΔ

TPДЦH 63 115 10,5 59 245 10,5 0,5

b) Chọn máy biến áp nối bộ B
4
Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện:
S
đmB
≥ S
đmF

Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn được máy biến áp có thông số sau:

Loại
máy

biến áp
S
đm

MVA
Điện áp cuộn dây
kV
Tổn thất công suất
kW
U
N
% I
0
%
C H
0
PΔ

N
PΔ

TPДЦH 63 230 10,5 67 300 12 0,8

c) Chọn máy biến áp liên lạc
Máy biến áp liên lạc được chọn theo điều kiện sau:
α
≥
dmF
dmB
S

S
Trong đó: S
đmB
là công suất của máy biến áp đang chọn
S
đmF
là công suất của máy phát
α là hệ số có lợi,
5,0
220
110220
U
UU
C
TC
=
−
=
−
=α

21
→ S
đmB
=
125
5,0
5,62
=
MVA

Theo điều kiện trên ta chọn được máy biến áp liên lạc có thông số sau:

Loại
máy
S
đm

MVA
Điện áp cuộn
dây
kV
Tổn thất công
suất
kW
U
N
%I
0
%
C H
0
ΔΡ

N
ΔΡ

11 0,5
TPДЦ 125 242 10,5 115 380

2.2.2.Kiểm tra quá tải máy biến áp.
Giống như phương án 1, công suất định mức của máy biến áp chọn lớn hơn công
suất cực đại nên ta không phải kiểm tra quá tải bình thường.
Với máy biến áp nối bộ B
1
và B
4
không phải kiểm tra quá tải sự cố vì các máy biến
áp luôn luôn làm việc với đồ thị bằng phẳng nhỏ hơn công suất định mức. Ta kiểm
tra quá tải sự cố đối với máy biến áp tự ngẫu.
1.Sự cố B
4
.
Trường hợp nguy hiểm nhất là khi S
T
=S
Tmax
=100MVA(14-18h).
Trong trường hợp này để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải điện áp trung thì cuộn
dây điện áp trung của máy biến áp B
2
(B
3
) phải tải một lượng công suất là:
S
TB2(B3)
=S
Tmax
/2=100/2=50 MVA
Trong khi đó công suất định mức của cuộn dây điện trung áp là:

S
Tđm
= α S
đmB3
= 0,5.160 = 80 MVA > 50 MVA.
Vậy máy biến áp đã chọn không bị quá tải.
Nếu ta cho các máy phát còn lại làm việc với công suất định mức thì công suất đưa
vào cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu là:
S
HB2
=S
HB3
=S
đmF
-
=−
2
S
4
S
mf
maxtd
62,25 - =−
2
75,17
4
20
48,375 MVA
Công suất truyền từ phía cao của máy biến áp tự ngẫu lên thanh góp cao là:
22

S
CB2
= S
CB3
= S
HB2
- S
TB2
= 48,375-50 = -1,625 MVA.
Vậy công suất luôn được lấy từ hệ thống xuống phía thanh góp trung áp.
Công suất đưa lên hệ thống:
S
HT
= S
B1
-2.S
CB2
= 62,5-2.1,625 = 59,3 MVA.
So với công suất phát lên hệ thống lúc bình thường vào thời điểm này thì còn thiếu
là:
S
th
=78,33-59,3 =19 MVA
Qua phân tích và tính toán ta thấy máy biến áp đă chọn đạt yêu cầu.

2.Sự cố B
2
hoặc sự cố B
3
Ta có S
Tmax
/S
Tmin
=100/70 mà công suất truyền lên thanh góp trung áp của máy biến
áp B
4
là: S
B4
=S
đmF
-S
tdmax

/5=62,5-5=57,5MVA<S
Tmin
. Do đó công suất luôn luôn
F1
~
~
~
~
F2 F3 F4
TD TD TD
TD
B2
B3
B4
B1
220
kV
110
kV

59,3
62,5
62,5
48,375
1,625
1,625
50
50
23
truyền từ phía trung của máy biến áp tự ngẫu sang thanh góp trung áp. Khi S

Tmax
thì
công suất truyền qua cuộn trung áp của máy biến áp tự ngẫu sang thanh góp trung
áp là lớn nhất.
Vậy trường hợp nguy hiểm nhất là khi S
T
=S
Tmax
=100 MVA(14-18h).
Khi đó công suất truyền từ phía trung áp máy biến áp tự ngẫu lên thanh góp trung
áp là:
S
TB3
= S
Tmax
-S
B4
= 100-57,5 = 42,5 MVA
Nếu máy phát F
3
làm việc với công suất định mức thì công suất đưa vào phía hạ của
máy biến áp B
3
là:
S
HB3
=S
đmF
-
75,3975,1755,62S

4
S
mf
maxtd
=−−=−
MVA
Công suất truyền từ phía cao của máy biến áp tự ngẫu lên thanh góp cao áp:
S
CB3
= S
HB3
-S
TB3
= 39,75-42,5= -2,75 MVA
Vậy công suất luôn lấy từ hệ thống xuống.
Lượng công suất phát lên hệ thống:
S
HT
= S
CB3
+S
đmF
-S
tdmax
/4 = 62,5-2,75-5 = 54,75 MVA
So với công suất phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành bình thường thì
lượng công suất thiếu hụt là:
S
th
= 78,33-54,75 = 23,58 MVA

F1
~
~
~
~
F2
F3
F4
TD TD TD
TD
B1 B2
B3
B4
220
kV
110
kV

42,5
62,5

39,75
2,75
24


2.2.3.Tính tổn thất điện năng.
Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 phần:
-Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn
thất không tải của nó.
-Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp.
*MBA 2 dây quấn B
1
.
Tổn thất trong máy biến áp được tính theo công thức:
t.
S
S
..
2
dm
B
N01
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜

⎜
⎝
⎛
Ρ+ΤΡ=ΔΑ

Với P
0
= 67 MVA, P
N
= 300 kW ta tính được.
3
2
1
10.4,31738760.
80
75
3008760.67 =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=ΔΑ kWh
*MBA 2 dây quấnB
4
được tính như phương án 1
3
4
10.2646

=ΔΑ
kWh
*Đối với máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
:
Theo phương án 1 ta tính được
19,0
TC
N
HC
N
=ΔΡ=ΔΡ
−−
MW, 38,0
TH
N
=ΔΡ
−
MW
Tổn thất ngắn mạch trong máy biến áp:
19,0
T
N
C
N
=ΔΡ=ΔΡ
MW,
14,1

H
N
=ΔΡ
MW
Vậy tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu là:
i
2
dmB
hi
nh
2
dmB
ti
nt
2
dmB
ci
nc032
t
S
S
S
S
S
S
365.
⎥
⎥
⎦
⎤

⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
Ρ+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
Ρ+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

Ρ∑+ΤΡ=ΔΑ=ΔΑ

=1783,4.10
3
kWh
Vậy tổn thất điện năng trong phương án 2 là:
3
241
10).4,1783.226464,3173(2 ++=ΔΑ+ΔΑ+ΔΑ=ΔΑ

= 9386,2.10
3
kWh
Tổn thất điện năng trong phương án 2 tính theo phần trăm: