Đồ án môn học - Thiết kế nhà máy điện

Đồ án môn học

Thiết kế nhà máy điện


Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 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 ngày
càng trở nên khan hiếm và trở thành vấn đề cấp bách của toàn Thế giới. Đó là
bởi vì để có năng lượng hữu ích dùng ở các hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp cần
phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác, chế biến, vậ
n chuyển, phân phối,…
Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí về tài chính, kỹ thuật cũng như các
ràng buộc xã hội khác. Hiệu suất biến đổi từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng
lượng cuối cùng nói chung là còn thấp.Vì vậy đề ra việc lựa chọn và thực hiện
các phương pháp biến đổi từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cu
ối
cùng để đạt hiệu quả kinh tế cao là một nhu cầu và cũng là nhiệm vụ của con
người.
Điện năng là một dạng năng lượng không tái tạo. Hệ thống điện là một phần của
Hệ thống năng lượng nói chung, bao gồm từ các nhà máy điện, mạng điện,... đến
các hộ tiêu thụ điện, trong đó các nhà máy điện có nhiệm v
ụ biến đổi các dạng
năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thủy năng, năng lượng Mặt trời,…
thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm
bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỷ trọng lớn như ở những năm 80
của Thế kỷ trước. Tuy nhiên, với thế
mạnh về nguồn nhiên liệu như ở nước ta,
tính chất phủ phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện… thì việc hiện đại hóa và xây
mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu lớn đối với giai đoạn phát
triển hiện nay.
Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối
ưu c
ủa 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 Hệ thống điện trước khi xâm nhập
vào thực tế công việc.
Với yêu cầu như vậy, Đồ án môn học Thiết kế Nhà máy điện được hoàn thành

gồm bản thuyết minh này kèm theo các bản vẽ phần nhà máy nhiệt điện và phần
chuyên đề. B
ản thuyết minh gồm 6 chương trình bày toàn bộ quá trình từ chọn
máy phát điện, tính toán công suất phụ tải các cấp điện áp, cân bằng công suất
toàn nhà máy, đề xuất các phương án nối điện, tính toán kinh tế- kỹ thuật, so
sánh để chọn phương án tối ưu đến chọn khí cụ điện cho phương án được lựa
chọn. Phần này có kèm theo 1 bản vẽ A
1
.
Trong quá trình thực hiện đồ án, xin chân thành cảm ơn GS.TS Lã Văn Út, PGS
Nguyễn Hữu Khái cùng các thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện đã hướng dẫn
một cách tận tình để em có thể hoàn thành đồ án này.






Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 2 ---
MỤC LỤC

Trang
Chương I. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 3
1.1. Chọn máy phát điện 3
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 3

Chương II. Lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy 9
2.1. Đề xuất các phương án 9

2.2. Chọn máy biến áp cho các phương án 13
2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp 16
2.4. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 23
2.5. Tính dòng điện làm việc cưỡ
ng bức của các mạch 26

Chương III. Tính dòng điện ngắn mạch 35
3.1. Chọn các đại lượng cơ bản 35
3.2. Tính các dòng điện ngắn mạch cho phương án 1 35
3.3. Tính các dòng điện ngắn mạch cho phương án 2 50

Chương IV. So sánh kinh tế- kỹ thuật các phương án, lựa chọn
phương án tối ưu 65
4.1. Chọn máy cắt điện 65
4.2. Tính toán kinh tế, chọn phương án tối ưu 71

Chương V. Chọn khí cụ điện và dây dẫn 77
5.1. Chọn thanh dẫn, thanh góp 77
5.2. Chọn máy cắt, dao cách ly 85
5.3. Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện 86
5.4. Chọn các thiết bị cho phụ tải địa phương 91

Chương VI. Chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng 96
6.1. Chọn máy biến áp tự dùng cấp I 96
6.2. Chọn máy biến áp dự trữ cấp I 97
6.3. Chọn máy biến áp tự dùng cấp II 98
6.4. Chọn máy biến áp dự trữ cấp II 98
6.5. Chọn máy cắt phía mạch tự dùng cấp 10 kV 98
6.6. Chọn máy cắt phía mạch 6.3 kV 99
6.7. Chọn ap-to-mat cho phụ tải tự dùng cấp 0.4 kV 100

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 3 ---
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ điện luôn luôn thay đổi theo thời gian.
Do vậy người ta phải dùng các phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ
tải từ đó lựa chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện chính hợp lý đảm
bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Người thi
ết kế căn
cứ vào đồ thị phụ tải để xác định công suất và dòng điện đi qua các thiết bị để
tiến hành lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, sơ đồ nối điện hợp lý.

1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Nhà máy điện gồm 4 máy phát, công suất mỗi máy là 50 MW, hệ số công suất
cosφ= 0.8. Công suất biểu kiến định mứ
c của mỗi máy là:

S
đmF
=
5.62
8.0

50
cos
==
ϕ
đmF
P
MVA.

Chọn các máy phát điện tua-bin hơi cùng loại, điện áp định mức 10.5 kV.Tra
Phụ lục II, trang 99, sách “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp”(Nguyễn Hữu
Khái, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004). Chọn 4 máy phát điện loại TBФ-50-
3600 do CHLB Nga chế tạo, các tham số chính của máy phát được tổng hợp
trong bảng sau.
Bảng 1.1. Các tham số chính của máy phát điện

Loại máy phát
Các thông số ở chế độ định mức Điện kháng tương đối
n,
v/ph
S,
MVA
P,
MW
U,
kV
cosφ I
đm
,
kA
X

d
” X
d
’ X
d

TBФ-50-3600 3000 62.5 50 10.5 0.8 5.73 0.1336 0.1786 1.4036

1.2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.2.1. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát (10.5 kV)
Phụ tải cấp điện áp máy phát:
P
UFmax
= 17.6 MW; cosφ= 0.8
→
S
UFmax
=
22
8.0
6.17
cos
max
==
ϕ
UF
P
MVA.
Áp dụng các công thức:

max
100
)%(
)( P
tP
tP =
, MW

ϕ
cos
)(
)(
tP
tS =
, MVA
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 4 ---
Trong đó:
P
max
: công suất tác dụng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại, MW
P(t) : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t, MW
S(t) : công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t, MVA
cosφ : hệ số công suất của phụ tải.
Sẽ tính được công suất của phụ tải ở các khoảng thời gian khác nhau trong
ngày.
B
ảng 1.2. Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát

Thời gian, (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24
Công
suất
P, (%) 70 80 100 85 65
P, (MW) 12.32 14.08 17.6 14.96 11.44
S, (MVA) 15.4 17.6 22 18.7 14.3

Từ đó vẽ được biểu đồ phụ tải.

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát
1.2.2. Tính toán phụ tải cấp điện áp trung (110 kV)
Phụ tải cấp điện áp trung:
P
UTmax
= 85 MW, cosφ= 0.8
→
S
UTmax
=
25.106
8.0
85
cos
max
==
ϕ
UT
P
MVA
Tính toán tương tự như với cấp điện áp máy phát. Các số liệu tính toán được cho

trong bảng sau.
Bảng 1.3. Công suất phụ tải cấp điện áp trung

Thời gian, (h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24
Công
suất
P, (%) 80 90 80 100 75
P, (MW) 68 76.5 68 85 63.75
S, (MVA) 85 95.625 85 106.25 79.6875

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 5 ---

Hình 1.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung
1.2.3. Tính toán công suất phát của nhà máy điện
Nhà máy gồm 4 máy phát, mỗi máy có công suất định mức P
Fđm
= 50 MW. Công
suất đặt của toàn nhà máy là:
P
NMmax
= 4
×
50= 200 MW.
Công suất phát của Nhà máy điện được tính theo công thức:

max
100
%

)(
NMNM
P
P
tP =
, MW
ϕ
Cos
tP
tS
NM
NM
)(
)( =
, MVA
P
NMmax
= 200 MW;Cosϕ = 0.8 ; S
NMmax
=
250
8.0
200
cos
max
==
ϕ
NM
P
MVA

Tõ b¶ng sè liÖu biÕn thiªn phô t¶i toμn nhμ m¸y, ¸p dông c«ng thøc trªn tÝnh cho
tõng kho¶ng thêi gian ta cã b¶ng biÕn thiªn c«ng suÊt ph¸t cña nhμ m¸y.
Bảng 1.4. Công suất phát của nhà máy
Thời gian, (h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
Công
suất
P, (%)
70 85 95 100 75
P, (MW) 140 170 190 200 150
S, (MVA) 175 212.5 237.5 250 187.5


Hình 1.3. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1.2.4. Tính toán công suất tự dùng của nhà máy
ỏn mụn hc Thit k nh mỏy in

--- 6 ---
Điện tự dùng nh máy nhiệt điện thiết kế chiếm 8% công suất định mức của
nh máy.
Phụ tải tự dùng của nh máy tại các thời điểm đợc xác định theo công thức
sau:
S
td
(t) =
()
.0.40.6
NM
NM
NM

St
S
S


ì+ì



Trong ú : - s phn trm lng in t dựng , =8%
Cos
td
= 0.8.
S
td
(t) : cụng sut t dựng ca nh mỏy ti thi im t, MVA.
S
NM
(t) : cụng sut nh mỏy phỏt ra ti thi im t, MVA.
0.4 - lợng phụ tải tự dùng không phụ thuộc công suất phát.
0.6 - lợng phụ tải tự dùng phụ thuộc công suất phát.
Từ số liệu về công suất phát của nh máy áp dụng công thức(1.4) ta có bảng
biến thiên công suất tự dùng v đồ thị phụ tải tự dùng.
Bng 1.5. Cụng sut t dựng ca nh mỏy
Thi gian, (h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
Cụng
sut
S
NM
(t) , (%)

70 85 95 100 75
S
NM
(t) , (MVA) 175 212.5 237.5 250 187.5
S
td
(t) , (MVA) 16.4 18.2 19.4 20 17


Hỡnh 1.4. th ph ti t dựng ca nh mỏy
1.2.5. Cụng sut phỏt v h thng in.
Công suất của nh máy phát về hệ thống tại thời điểm t đợc tính theo công
thức:
S
VHT
(t) = S
NM
(t) [S
td
(t) + S
UF
(t) + S
UT
(t)]
Trong ú:
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 7 ---
S
VHT

(t) – Công suất nhà máy phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA
Sau khi tính được công suất phát về hệ thống, lập được bảng cân bằng công suất
toàn nhà máy.
Bảng 1.5. Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy
Thời gian, (h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
NM
(t), (MVA)
175 175 175 212.5 212.5 237.5 250 250 187.5
S
UF
(t), (MVA)
15.4 15.4 17.6 17.6 22 22 18.7 14.3 14.3
S
UT
(t), (MVA)
85 95.625 95.625 95.625 85 85 106.25 79.6875 79.6875
S
td
(t), (MVA)
16.4 16.4 16.4 18.2 18.2 19.4 20 20 17
S
VHT
(t), ( MVA)
58.2 47.575 45.375 81.075 87.3 111.1 105.05 136.0125 76.5125



Hình 1.5. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

S (t)
S (t)
S (t)
S (t)
S (t)
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 8 ---
NHẬN XÉT
:

• Phụ tải cấp điện áp maý phát và tự dùng khá nhỏ (S
UFmax
=22 MVA,
S
UFmin
=14.3 MVA), phụ tải cấp điện áp trung khá lớn (S
UTmax
=106.25
MVA,S
UTmin
=79.6875 MVA), tuy nhiên nhà máy vẫn đáp ứng đủ công
suất yêu cầu. Phụ tải các cấp điện áp máy phát và điện áp trung đều là
các phụ tải loại 1, được cung cấp điện bằng các đường dây kép.
• Công suất của hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế) là 2400

MVA, dự trữ công suất của hệ thống là 15% tức là 360 MVA, giá trị
này lớn hơn công suất cực đại mà nhà máy có thể phát về hệ
thống
S
VHTmax
=136.0125 MVA và phụ tải cấp điện áp trung nên trong trường
hợp sự cố hỏng 1 hoặc vài tổ máy phát thì hệ thống vẫn cung cấp đủ
cho phụ tải của nhà máy. Công suất phát của nhà máy vào hệ thống
tương đối nhỏ so với tổng công suất của toàn hệ thống ⇒ nhà máy chỉ
có thể chạy vận hành nền và không có khả năng điều chỉnh chất lượng
điện n
ăng cho hệ thống.
• Khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy không cao.Ta tiếp tục
duy trì vận hành đúng chỉ tiêu kinh tế – kĩ thuật trong tương lai để đáp
ứng một phần nhu cầu điện năng của địa phương và phát lên hệ thống.

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 9 ---

CHƯƠNG II
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY

2.1. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
Đây là một khâu quan trọng trong thiết kế nhà máy. Các phương án phải đảm
bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả
thi và có hiệu quả kinh tế cao.
Theo kết quả tính toán chương I
Phụ tải cấp điện áp máy phát : S
UFmax
= 22 MVA.
S
UFmin
= 14.3 MVA.
Phụ tải trung áp: S
UTmax
= 106.25 MVA.
S
UTmin

= 79.6875 MVA.
Phụ tải phát về hệ thống : S
VHTmax
= 136.0125 MVA.
S
VHTmin
= 45.375 MVA.
Công suất định mức 1 máy phát : S
Fđm
= 62.5MVA
Phụ tải điện tự dùng: S
tdmax
=20 MVA
Dự trữ của hệ thống : S
dt
HT
=360 MVA
Nhận thấy:
 Phụ tải cấp điện áp máy phát: S
UFmax
= 22 MVA,
22
11
2
=
MVA

11
100%
62.5

×
= 17.6% >15% S
Fđm
.
Vì vậy phải có thanh góp cấp điện áp máy phát (TG U
F
).
 S
UFmax
= 22 MVA, S
td1MF
=
55.62
100
8
100
8
==
dmF
S
MVA.
Nếu ghép 2 máy phát vào thanh góp U
F
:
Công suất tự dùng cực đại của 2 máy phát là 10 MVA
→
công suất yêu cầu
trên thanh góp U
F
là 22+10= 32 MVA.

Nếu ghép 3 máy phát vào thanh góp U
F
:
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 10 ---
Công suất tự dùng cực đại của 3 máy phát là 15MVA → công suất yêu cầu
trên thanh góp U
F
là 22+15= 37 MVA.
Trong cả 2 trường hợp này, khi 1 máy phát bị sự cố thì các máy phát còn lại đều
đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áp máy phát và phụ tải tự
dùng.
Như vậy về lý thuyết ta có thể ghép 2 hoặc 3 máy phát lên thanh góp U
F
.
 Cấp điện áp cao U
C
= 220 kV
Cấp điện áp trung U
T
= 110 kV
Trung tính của cấp điện áp cao 220 kV và trung áp 110 kV đều được trực tiếp
nối đất, hệ số có lợi:
220 110
0.5
220
CT
C
UU

U
α
−
−
== =
.
Vậy nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp.
 Phụ tải cấp điện áp trung: S
UTmax
= 106.25 MVA.
S
UTmin
= 79.6875 MVA.
Công suất định mức của 1 máy phát : S
Fđm
= 62.5 MVA
→ Có thể ghép 1- 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây lên thanh góp 110 kV
và cho các máy phát này vận hành bằng phẳng.
 Công suất phát về hệ thống : S
VHTmax
= 136.0125 MVA.
S
VHTmin
= 45.375 MVA.
→ Có thể ghép 2-3 máy phát lên thanh góp cao áp.
 Dự trữ công suất hệ thống: S
dt
HT
= 15%
×

2400= 360 MVA.
Công suất của bộ 2 máy phát là : S
bộ
= 2
×
(62.5-5)= 115 MVA.
Như vậy về nguyên tắc có thể ghép chung bộ 2 máy phát với máy biến áp 2 cuộn
dây.
Từ các nhận xét trên vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết kế:


Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 11 ---
2.1.1. Phương án 1

Hình 2.1. Sơ đồ nối điện phương án1
Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp
điện cho thanh góp điện áp trung 110 kV, 2 máy phát còn lại được nối với các
phân đoạn của thanh góp U
F
. Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các
cấp điện áp và phát điện lên hệ thống. Kháng điện nối giữa các phân đoạn của
thanh góp điện áp máy phát để hạn chế dòng ngắn mạch khá lớn khi xảy ra
ngắn mạch trên phân đoạn của thanh góp. Điện tự dùng được trích đều từ đầu
cực máy phát và trên thanh góp cấp điện áp máy phát.
Ưu điểm c
ủa phương án này là đơn giản trong vận hành, ®¶m b¶o cung
cÊp ®iÖn liên tục cho c¸c phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p, hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã
dung l−îng nhá, số lượng các thiết bị điện cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư.

Công suất của các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây ở phía điện áp trung
gần bằng phụ tải cấp điện áp này nên công suất truyền tải qua cuộn dây trung áp
của máy biến áp liên lạc rất nhỏ do đó giảm được tổn thất đ
iện năng làm giảm
chi phí vận hành.
2.1.2.
Phương án 2


Trong phương án này dùng 1 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp
điện cho thanh góp 110 kV, 3 máy phát còn lại được nối với thanh góp U
F
. Để
hạn chế dòng ngắn mạch lớn sử dụng 2 kháng điện nối các phân đoạn của thanh
góp cấp điện áp máy phát. Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp
điện áp và phát điện lên hệ thống.
HTĐ
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 12 ---
Ưu điểm của phương án này là số lượng máy biến áp và các thiết bị điện
cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư. Máy biến áp tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên
lạc giữa các cấp điện áp vừa làm nhiệm vụ tải công suất của các máy phát tương
ứng lên các cấp điện áp cao và trung nên giảm được tổn thất điện năng làm giảm
chi phí vận hành. Máy phát cấp đi
ện cho phụ tải cấp điện áp trung vận hành
bằng phẳng, công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp liên lạc khá ít.
Nhược điểm của phương án này là khi có ngắn mạch trên thanh góp U
F

thì
dòng ngắn mạch khá lớn, khi hỏng 1 máy biến áp liên lạc thì máy còn lại với
khả năng quá tải phải tải công suất tương đối lớn nên phải chọn máy biến áp tự
ngẫu có dung lượng lớn.
2.1.2. Phương án 3

Hình 2.3. Sơ đồ nối điện phương án 3
Trong phương án này dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc, 1 bộ máy
phát- máy biến áp ghép bộ bên phía điện áp cao 220 kV, 1 bộ bên phía điện áp
trung 110 kV, 2 phân đo
ạn thanh góp, phụ tải địa phương lấy từ hai phân đoạn
thanh góp, tự dùng lấy trên phân đoạn thanh góp và đầu cực máy phát nối bộ.
Ưu điểm là cấp điện liên tục cho phụ tải các cấp điện áp, phân bố công
suất giữa các cấp điện áp khá đồng đều.
Nhược điểm của phương án là phải dùng 3 loại máy biến áp khác nhau
gây khó khăn cho việc lựa chọ
n các thiết bị điện và vận hành sau này, công suất
phát về hệ thống ở chế độ cực tiểu nhỏ hơn nhiều so với công suất của 1 máy
phát nên lượng công suất thừa phải truyền tải 2 lần qua các máy biến áp làm
tăng tổn hao điện năng. Ngoài ra máy biến áp và các thiết bị điện ở cấp điện áp
cao có giá thành cao hơn nhiều so với ở cấp đi
ện áp trung nên làm tăng chi phí
đầu tư.

HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 13 ---
2.1.4. Phương án 4

Hình 2.4. Sơ đồ nối điện phương án 4
Phương án này ghép bộ 2 máy phát với 1 máy biến áp 2 cuộn dây để cấp
điện cho phụ tải trung áp.
Ưu điểm của phương án này là giảm được 1 máy biến áp nhưng nhược
điểm rất lớn là khi có ngắn mạch thì dòng ngắn mạch lớn, khi máy biến áp 2
cuộn dây hỏng thì cả bộ hai máy phát không phát được công suất cho phụ tải
trung áp nên
độ tin cậy cung cấp điện không cao bằng các phương án trên.
Từ phân tích sơ bộ các ưu nhược điểm của các phương án đã đề xuất, nhận
thấy các phương án 1, 2 có nhiều ưu việt hơn hẳn các phương án còn lại nên sử
dụng các phương án 1 và 2 để tính toán cụ thể nhằm lựa chọn phương án tối ưu.

2.2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
Để tiết kiệm chi phí
đầu tư, các máy biến áp nối bộ máy phát -máy biến áp
không cần phải dùng loại có điều áp dưới tải vì các máy phát này vận hành bằng
phẳng, khi cần điều chỉnh điện áp chỉ cần điều chỉnh dòng kích từ của máy phát
nối bộ là đủ.
Các máy biến áp tự ngẫu dùng làm liên lạc là loại có điều áp dưới tải vì phụ tải
của chúng thay đổi gồ ghề, trong các chế
độ vận hành khác nhau phụ tải thay đổi
nhiều nên nêú chỉ điều chỉnh dòng kích từ của máy phát thì vẫn không đảm bảo
được chất lượng điện năng.
2.2.1. Chọn máy biến áp cho phương án 1
1. Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé ba pha hai d©y quÊn
Sơ đồ:
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 14 ---

Hình 2.5. Các máy biến áp cho phương án 1
§èi víi m¸y biÕn ¸p ghÐp bé th× ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ¸p lμ:
S
B®m
≥ S
F®m
= 62.5 MVA
Tra phô lôc III.4, trang 154, sách “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp”
(Nguyễn Hữu Khái, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004), chän hai m¸y biÕn ¸p
B
1
, B
2
cã S
B®m
=80 MVA. C¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p đ−îc tæng hîp trong
b¶ng 2.1.
2. Chän m¸y biÕn ¸p liên lạc
Chọn 2 máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu có các cấp điện áp
220/110/10 kV.
Điều kiện chọn máy biến áp máy biến áp tự ngẫu
S
TNđm
≥
α
2
1
S

thừa

Trong đó :
α : là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu, α = 0.5
S
thừa
: là công suất thừa trên thanh góp U
F
.
S
thừa
= 2.S
Fđm
– (S
UFmin
+
m
td
S
2
max
)
S
Fđm
: là công suất định mức của máy phát
S
UFmin
: công suất của phụ tải điện áp máy phát trong chế độ cực tiểu.

m

td
S
2
max
: công suất tự dùng cực đại của 2 máy phát.
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 15 ---
Ta có: S
thừa
= 2
×
62.5 – (14.3 +
2
20
4
×
) = 100.7 MVA

11
100.7 100.7.
220.5
th a
SMVA
α
=×=
×
u
.

→ S
TNđm
≥
α
2
1
S
thừa
= 100.7 MVA
Chọn 2 máy biến áp tự ngẫu có công suất S
TNđm
= 125 MVA. Các thông số kỹ
thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 2.1. Các thông số cơ bản của các máy biến áp cho phương án 1
CÊp
®iÖn
¸p,
kV
Lo¹i
S
®m

MVA
§iÖn ¸p cuén d©y,
kV
Tæn thÊt c«ng suÊt, kW
U
N
%
I

o
%
Gi¸,
10
3
R
C T H
P
o
P
N

C-T C-H T-H
A C-T C-H T-H
110
Т
дц

80 115 - 10.5 70 - 310 - - 10.5 - 0.55 91
220
AT
дцт
H
125 230 121 11 75 290 145 145 11 32 20 0.5 185

2.2.1.
Chọn máy biến áp cho phương án 2

Hình 2.6. Các máy biến áp cho phương án 2
1. Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé ba pha hai d©y quÊn

Máy biến áp bộ hoàn toàn như của phương án 1.
2. Chän m¸y biÕn ¸p liên lạc
Chọn 2 máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu có các cấp điện áp
220/110/10 kV.
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 16 ---
S
thừa
= 3
×
62.5 – (14.3 +
3
20
4
×
) = 158.2 MVA

11
158.2 158.2
220.5
th a
S
α
=×=
×
u
MVA.
Chọn 2 máy biến áp tự ngẫu có công suất S

TNđm
= 160 MVA. Các thông số kỹ
thuật chính của máy biến áp tự ngẫu được tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 2.2. Các thông số cơ bản của các máy biến áp cho phương án 2
CÊp
®iÖn
¸p,
kV
Lo¹i
S
®m

MVA
§iÖn ¸p cuén d©y,
kV
Tæn thÊt c«ng suÊt, kW
U
N
%
I
o
%
Gi¸,
10
3
R
C T H
P
o
P

N

C-T C-H T-H
A C-T C-H T-H
110
Т
дц

80 115 - 10.5 70 - 310 - - 10.5 - 0.55 91
220
AT
дцт
H
160 230 121 11 85 380 190 190 11 32 20 0.5 200

2.3. KIỂM TRA KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP
2.3.1. Phương án 1
1. Tính phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp
Quy ước chiều dương của dòng công suất là chiều đi từ máy phát lên thanh góp đối
với máy biến áp hai cuộn dây và đi từ cuộn hạ lên phía cao và trung, từ phía trung
lên phía cao đối với máy biến áp liên lạc.
a) Với máy biến áp hai dây quấn
Trong vận hành luôn cho vận hành bằng phẳng với công suất định mức của
chúng.
Dòng công suất phân bố trên các cuộn dây của máy biến áp bộ là:
S
B1
= S
B2
=S

Fđm
-
1
4
td
S×
= 62.5-
1
20
4
×
= 57.5< S
Bđm
= 62.5 MVA.
b) Với máy biến áp liên lạc
Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xác định theo công
thức:
S
T
(t) =
[]
)()()(
2
1
21
tStStS
BBUT
−−
.
S

C
(t) =
)(
2
1
tS
VHT

S
H
(t) = S
T
(t) + S
C
(t).
Trong đó:
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 17 ---
S
C
(t), S
T
(t)

, S
H
(t): Công suất tả iqua phía cao, trung, hạ của một
máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm t
S

UT
(t), S
VHT
(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp trung và
công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
Công suất mẫu của máy biến áp tự ngẫu là: S
tt
= α.S
TNđm
= 0.5
×
125= 62.5 MVA.
Dùa vμo tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt cña ch−¬ng I, tÝnh theo tõng kho¶ng thêi
gian t ta cã b¶ng kÕt qu¶ ph©n bè dßng c«ng suÊt qua c¸c phía cña c¸c m¸y biÕn
¸p nh− sau.
Bảng 2.3. Bảng phân bố công suất qua các phía của mỗi máy biến áp tự ngẫu
trong chế độ làm việc bình thường (phương án 1)
Thờigian, h 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
C
(t), MVA
29.1 23.7875 22.6875 40.5375 43.65 55.55 52.525 68.00625 38.25625
S
T
(t), MVA
-15 -9.6875 -9.6875 -9.6875 -15 -15 -4.375 -17.65625 -17.65625
S
H
(t), MVA
14.1 14.1 13 30.85 28.65 40.55 48.15 50.35 20.6

Từ bảng tổng hợp số liệu có thể thấy trong chế độ làm việc bình thường tất cả
các máy biến áp đều hoạt động non tải.
2. Xét các trường hợp sự cố
Xét 2 tình huống sự cố hỏng máy biến áp nặng nề nhất là khi ở cấp điện áp trung
có phụ tải cực đại.
Trong chế độ này, theo tính toán ở chương I:
S
UTmax
=
106.25 MVA,

S
VHT
= 105.05 MVA, S
UF
= 18.7 MVA, S
td
= 20 MVA

a) Hỏng 1 máy biến áp hai dây quấn bên trung áp
Sơ đồ:

Trong trưòng hợp có sự cố hỏng 1 máy biến áp, để duy trì công suất thì cho các
tổ máy còn lại được vận hành với công suất định mức.
Điều kiện kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu là:
2K
qt
SC
α.S
TNđm

+ S
bộ
≥ S
UTmax

HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 18 ---
Trong ®ã:
K
qt
SC
: HÖ sè qu¸ t¶i sù cè cho phÐp; K
qt
SC
= 1.4
S
bộ
: C«ng suÊt truyền qua máy biến áp bộ còn lại.
S
bộ
=57.5 MVA.
Thay sè vo:
2K
qt
SC
α.S
TNđm
+S

bộ
= 2
×
1.4
×
0,5
×
125+ 57.5 = 232.5 MVA
> S
UTmax
=106.25 MVA
VËy ®iÒu kiÖn trªn ®−îc tho¶ m·n.
Phân bố công suất:
◊ Công suất qua máy biến áp bộ B2:
S
bộ
= S
Fđm
-
max
4
1
td
S
= 62.5-
20
4
1
= 57.5 MVA
◊ Công suất qua các phía của mỗi máy biến áp tự ngẫu:

S
T
=
2
1
(S
UTmax
-S
bộ
)= 0.5
×
(106.25-57.5)= 24.375 MVA
S
H
= min{S
hạ
phát
, S
hạ
tải
}
Trong đó:
S
hạ
phát
:công suất mà các máy phát có thể phát lên cuộn hạ của máy
biến áp tự ngẫu, được xác định theo biểu thức:
S
hạ
phát

=
2
1
∑
1
1
n
Fdm
S
-
2
1
S
UF
-
n
n
2
1
maxtd
S
, n- là tổng số máy phát của nhà máy, n1- là số
máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát.
S
hạ
tải
:công suất cực đại mà cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu có thể tải
được trong chế độ sự cố, được xác định theo biểu thức:
S
hạ

tải
= K
qt
SC
α.S
TNđm
Trong trường hợp này n= 4, n1= 2→
S
hạ
phát
= S
Fđm
-
2
1
S
UF
-
4
1
maxtd
S
= 62.5-
2
1
18.7-
4
1
20= 48.15 MVA
S

hạ
tải
= 1.4
×
0.5
×
125= 87.5 MVA
Vì vậy công suất qua cuộn hạ là:
S
hạ
= S
H
= min{48.15 ,87.5}= 48.15 MVA
S
C
= S
H
- S
T
= 48.15- 24.375= 23.775 MVA
Trong chế độ sự cố này đối với máy biến áp tự ngẫu công suất truyền từ cuộn
hạ lên cuộn cao và cuộn trung→ trong 3 cuộn: chung, nối tiếp và hạ thì cuộn hạ
tải công suất lớn nhất.
S
hạ
= S
H
= 48.15 MVA<S
tt
= α.S

TNđm
= 0.5
×
125= 62.5 MVA
Tức là máy biến áp tự ngẫu vẫn làm việc non tải.
◊ Công suất thiếu:
S
thiếu
= S
VHT
- 2S
CC
= 105.05- 2
×
23.775= 57.5 MVA
S
thiếu
= 57.5 MVA< S
dt
HT
= 360 MVA.
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 19 ---
Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì các máy biến áp còn
lại không bị quá tải. Phụ tải cấp điện áp trung vẫn không bị ảnh hưởng. Công
suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng S
thiếu
= 57.5 MVA nhỏ hơn nhiều so với
dự trữ quay của hệ thống.

b) Hỏng 1 máy biến áp liên lạc

Điều kiện kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu là:
K
qt
SC
α.S
TNđm
+ 2S
bộ
≥ S
UTmax

Thay sè vo:
K
qt
SC
α.S
TNđm
+2S
bộ
=1.4
×
0,5
×
125+2
×
57.5=202.5MVA >S
UTmax
=106.25 MVA

VËy ®iÒu kiÖn trªn ®−îc tho¶ m·n.
Phân bố công suất:
 Công suất qua mỗi máy biến áp bộ:
S
bộ
= S
Fđm
-
max
1
4
td
S×
= 62.5-
20*
4
1
= 57.5 MVA
 Công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu còn lại:
S
T
= S
UTmax
-2S
bộ
= 106.25-2*57.5= -8.75 MVA
S
H
= min{S
hạ

phát
, S
hạ
tải
}
S
hạ
phát
= 2S
Fđm
- S
UF
-
2
1
maxtd
S
= 2
×
62.5- 18.7-
2
1
20= 96.3 MVA
S
hạ
tải
= 1.4
×
0.5
×

125= 87.5 MVA
→

S
H
= min{96.3

, 87.5}= 87.5 MVA
S
C
= S
H
- S
T
=87.5- (-8.75)= 96.25 MVA
Trong chế độ sự cố này , các máy biến áp tự ngẫu công suất truyền từ phía hạ
và trung lên phía cao của nó, công suất làm việc của máy biến áp bị giới hạn bởi
phía hạ áp và phía cao áp tức là bị giới hạn bởi khả năng tải của cuộn hạ và cuộn
nối tiếp.
Công suất của cuộn nối tiếp là:
S
nt
=
( ) 0.5(87.5 ( 8.75)) 48.125
HT
SS
α
+= +− =
MVA < S
tt

= α.S
TNđm
= 62.5 MVA
Công suất của cuộn hạ là:
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 20 ---
S
hạ
= S
H
= 87.5 MVA
Trong 3 cuộn dây thì công suất qua cuộn hạ:
S
hạ
= 87.5 MVA> S
tt
= α.S
TNđm
= 0.5
×
125= 62.5 MVA
Tức là máy biến áp tự ngẫu làm việc quá tải với hệ số quá tải:
K
qt
SC
= 1.4= K
qt
SC

cp

Như vậy trong chế độ truyền tải này máy biến áp tự ngẫu quá tải trong giới hạn
cho phép.
 Công suất thiếu:
S
thiếu
= S
VHT
- S
CC
= 105.05- 96.25= 8.8 MVA
Kết luận
:
Khi một trong các máy biến bộ hư hỏng thì các máy biến áp còn lại không bị
quá tải. Phụ tải cấp điện áp trung vẫn không bị ảnh hưởng. Công suất phát về hệ
thống bị thiếu một lượng S
thiếu
= 57.5 MVA nhỏ hơn nhiều so với dự trữ quay
của hệ thống. Nếu 1 máy biến áp liên lạc bị sự cố thì máy còn lại bị quá tải với
hệ số quá tải K
qt
SC
= 1.4= K
qt
SC
cp
. Công suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng
S
thiếu

=8.8 MVA là không đáng kể. Như vậy các máy biến áp đã lựa chọn lμm
viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng còng nh− sù cè.
2.3.2. Phương án 2
1. Tính phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp
a) Với máy biến áp hai dây quấn
Trong vận hành cho vận hành bằng phẳng với công suất định mức của chúng.
Dòng công suất phân bố trên các cuộn dây của máy biến áp bộ là:
S
bộ
=S
Fđm
-
1
4
td
S×
= 62.5-
1
20
4
×
= 57.5< S
Bđm
= 62.5 MVA.
b) Với máy biến áp liên lạc
Dòng công suất qua các phía của máy biến áp liên lạc được xác định theo công
thức:
S
T
(t) =

[]
BUT
StS −)(
2
1
.
S
C
(t) =
)(
2
1
tS
VHT

S
H
(t) = S
T
(t) + S
C
(t).
Dùa vμo tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt cña ch−¬ng 1, tÝnh theo tõng kho¶ng thêi
gian t ta cã b¶ng kÕt qu¶ ph©n bè dßng c«ng suÊt qua c¸c phía cña c¸c m¸y biÕn
¸p nh− sau.
Bảng 2.4. Bảng phân bố công suất qua các phía của mỗi máy biến áp tự ngẫu
trong chế độ làm việc bình thường
Thờigian, (h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
C

(t), (MVA)
13.75 19.0625 19.0625 19.0625 13.75 13.75 24.375 11.09375 11.09375
S
T
(t), (MVA)
29.1 23.7875 22.6875 40.5375 43.65 55.55 52.525 68.00625 38.25625
S
H
(t), (MVA)
42.85 42.85 41.75 59.6 57.4 69.3 76.9 79.1 49.35
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 21 ---
2. Xét các trường hợp sự cố
Xét 2 tình huống sự cố hỏng máy biến áp nặng nề nhất là khi ở cấp điện áp trung
có phụ tải cực đại. Trong chế độ này, theo tính toán ở chương I:
S
UTmax
=
106.25 MVA,

S
VHT
= 105.05 MVA, S
UF
= 18.7 MVA, S
td
= 20 MVA.

a) Hỏng 1 máy biến áp hai dây quấn bên trung áp

Điều kiện kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu là:
2K
qt
SC
.αS
TNđm
≥ S
UTmax

Thay sè vo:
2K
qt
SC
.αS
TNđm
= 2
×
1.4
×
0,5
×
160= 224 MVA > S
UTmax
=106.25 MVA
VËy ®iÒu kiÖn trªn ®−îc tho¶ m·n
Phân bố công suất:
 Công suất qua các phía của mỗi máy biến áp tự ngẫu:
S
T

=
2
1
S
UTmax
= 0.5
×
106.25= 53.125 MVA
S
H
=
2
3
S
Fđm
-
=−−=− 20
4
3
7.18
2
1
5.62
2
3
4
3
2
1
max

F
tdU
SS
69.4 MVA
S
C
= S
H
- S
T
= 69.4- 53.125= 16.275 MVA
Như vậy trong chế độ sự cố này, các máy biến áp tự ngẫu công suất truyền từ
phía hạ lên phía cao và trung của nó → trong 3 cuộn: chung, nối tiếp và hạ thì
cuộn hạ tải công suất lớn nhất.
S
hạ
= S
H
= 69.4 MVA< S
tt
= α.S
TNđm
= 0.5
×
160= 80 MVA
Tức là máy biến áp tự ngẫu vẫn làm việc non tải
 Công suất thiếu:
S
thiếu
= S

VHT
- 2S
CC
= 105.05- 2
×
16.275= 72.5 MVA
S
thiếu
= 72.5 MVA< S
dt
HT
= 360 MVA.
Như vậy khi một trong hai máy biến áp bộ bị hư hỏng thì các máy biến áp liên
lạc vẫn làmviệc non tải. Công suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng S
thiếu
=
72.5 MVA nhỏ hơn nhiều so với dự trữ quay của hệ thống.
b) Hỏng 1 máy biến áp liên lạc
HTĐ
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 22 ---

Điều kiện kiểm tra quá tải máy biến áp tự ngẫu là:
K
qt
SC
.αS
TNđm
+S

bộ
≥ S
UTmax

Thay sè vo:
1.4
×
0,5
×
160+57.5= 169.5 MVA > 106.25 MVA
VËy ®iÒu kiÖn trªn ®−îc tho¶ m·n.
Phân bố công suất:
◊ Công suất qua máy biến áp bộ:
S
bộ
= S
Fđm
-
max
4
1
td
S
= 62.5-
20
4
1
= 57.5 MVA
◊ Công suất qua phía của máy biến áp tự ngẫu còn lại:
S

T
= S
UTmax
-S
bộ
= 106.25-57.5= 48.75 MVA
S
H
= min{S
hạ
phát
, S
hạ
tải
}
S
hạ
phát
=
∑
1
1
n
Fdm
S
- S
UF
-
n
n1

max
td
S

S
hạ
tải
= K
qt
SC
α.S
TNđm
Trong trường hợp này n= 4, n1= 3→
S
hạ
phát
=
2
3
S
Fđm
- S
UF
-
4
3
max
td
S
= 3

×
62.5- 18.7-
4
3
20= 153.8 MVA
S
hạ
tải
= 1.4
×
0.5
×
160= 112 MVA
Vì vậy công suất qua cuộn hạ là:
S
hạ
= S
H
= min{153.8 ,112}= 112 MVA
S
C
= S
H
- S
T
= 112- 48.75= 63.25 MVA
Trong chế độ sự cố này đối với máy biến áp tự ngẫu công suất truyền từ phía
hạ lên phía cao và trung
→ trong 3 cu
ộn: chung, nối tiếp và hạ thì cuộn hạ tải

công suất lớn nhất.
S
hạ
= S
H
= 112 MVA>S
tt
= α.S
TNđm
= 0.5
×
160= 80 MVA
Tức là máy biến áp tự ngẫu làm việc quá tải với hệ số quá tải:
K
qt
SC
= 1.4= K
qt
SC
cp

 Công suất thiếu:
S
thiếu
= S
VHT
- S
CC
= 105.05- 63.25= 41.8 MVA
HTĐ

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 23 ---
S
thiếu
= 41.8 MVA< S
dt
HT
= 360 MVA.
Kết luận
:
Khi máy biến bộ hư hỏng thì các máy biến áp liên lạc không bị quá tải. Phụ
tải cấp điện áp trung vẫn không bị ảnh hưởng. Công suất phát về hệ thống bị
thiếu một lượng S
thiếu
= 72.5 MVA nhỏ hơn nhiều so với dự trữ quay của hệ
thống. Nếu 1 máy biến áp liên lạc bị sự cố thì máy còn lại bị quá tải với hệ số
quá tải trong giới hạn ho phép. Công suất phát về hệ thống bị thiếu một lượng
S
thiếu
=41.8 MVA< S
dt
HT
= 360 MVA. Như vậy các máy biến áp đã lựa chọn lμm
viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng còng nh− sù cè.

2.4. TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC MÁY BIẾN ÁP
Tæn thÊt c«ng suÊt trong m¸y biÕn ¸p bao gåm hai thμnh phÇn:
-Tæn thÊt s¾t kh«ng phô thuéc vμo phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p vμ b»ng tæn thÊt
kh«ng t¶i.

-Tæn thÊt ®ång trong d©y dÉn phô thuéc vμo phô t¶i cña m¸y biÕn ¸p.
2.4.1.Phương án 1
1. Tổn thất điện năng hàng năm của mỗi máy biến áp bộ hai cuộn dây B
1
, B
2

được tính theo công thức:
ΔA
bộ
= ΔP
0
×
t + ΔP
N
2
2
dmB
bo
S
S
×
t, kWh
Trong đó:
ΔP
0
, ΔP
N
: Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến
áp, kW.

t : Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm, h.
S
Bđm
: Công suất định mức của máy biến áp, MVA.
S
bộ
: Công suất tải của máy biến áp bộ, MVA.
Do máy biến áp B
1
và B
2
luôn làm việc bằng phẳng với công suất truyền tải
S
bộ
=57.5 MVA suốt cả năm với t = 8760 h nên:
ΔA
bộ
= ΔA
B1
= ΔA
B2
= 70
×
8760 + 310
2
2
80
5.57
8760 = 2016.083
×

10
3
kWh.
2. Tổn thất điện năng của bộ 2 máy biến áp tự ngẫu TN
1
, TN
2
được

tính theo
công thức:
ΔA
TN
=
Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

--- 24 ---
2ΔP
0
×
t+
2
1
365
∑
24
ti
[ΔP
N(C)
+

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ti
)(
2
TNdm
CC
S
tiS
ΔP
N(H)
ti
)(
2
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
TNdm
S

tiS
CH
+ΔP
N(T)
ti
S
tiS
TNdm
Ci
2
)(
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
]

Trong đó:
ΔP
0
: Tổn thất không tải của mỗi máy, ΔP
0
= 75 kW
ΔP
N(C)
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao áp của mỗi máy, kW.

ΔP
N(H)
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây hạ áp của mỗi máy, kW.
ΔP
N(T)
: Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây trung áp của mỗi máy, kW.
S
CC
(ti), S
CT
(ti), S
CH
(ti): Công suất tải qua các phía cao, trung, hạ của
cả bộ 2 máy biến áp tự ngẫu ở thời điểm ti ®· tÝnh ®−îc ë phÇn ph©n bè c«ng
suÊt, MVA.
Trước tiên tính ΔP
N(C)
, ΔP
N(T)
, ΔP
N(H)
:
ΔP
N(C)
= 0.5(ΔP
N(C-T)
+ ΔP
N(C-H)
-ΔP
N(T-H)

)
ΔP
N(T)
= 0.5(ΔP
N(C-T)
+ΔP
N(T-H)
-ΔP
N(C-H)
)
ΔP
N(H)
= 0.5(ΔP
N(C-H)
+ΔP
N(T-H)
- ΔP
N(C-T)
)
Thay số liệu từ bảng thông số của máy biến áp tự ngẫu (bảng 2.3) vào tính toán
được: ΔP
N(C)
=
1
2
(290 + 145-145) = 145 kW
ΔP
N(T)
=
1

2
(290 + 145-145) = 145 kW
ΔP
N(H)
=
1
2
(145+145-290) =0
Từ bảng phân bố công suất qua các cuộn dây của mỗi máy biến áp tự ngẫu
(bảng 2.2), thay số liệu vào công thức trên sẽ tính được tổn thất điện năng trong
bộ 2 máy biến áp tự ngẫu trong từng khoảng thời gian có phụ tải khác nhau. Ví
dụ trong khoảng thời gian t1= 4h (từ 0- 4h), S
CC
(t1)=29.1 MVA, S
CT
(t1)= -
15MVA, S
CH
(t1)= 14.1 MVA. Tổn thất điện năng trong bộ 2 máy biến áp tự
ngẫu là:
ΔA
TN
(t1)=
2ΔP
0
×
365
×
ti+
2

1
365[ΔP
N(C)
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
t1
)1(
2
TNdm
CC
S
tS
ΔP
N(H)
t1
)1(
2
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜

⎝
⎛
TNdm
S
tS
CH
+ ΔP
N(T)
1
)1(
2
t
S
tS
TNdm
CT
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
]
ΔA
TN
(t1)=
2
×

75
×
365
×
4 +
2
1
×
365
×
[145
2
)
125
1.29
(
×
4+145
2
)
125
15
(
−
×
4+0]= 226.261
×
10
3
, kWh