Tài liệu Đồ án môn học - Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện pptx

Đồ án môn học

Thiết kế phần điện nhà máy
nhiệt điện









ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1. Chọn máy phát điện:
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi máy là
100 MW.
Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành ta chọn các máy phát
điện cùng loại:

Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau:
Loại máy
S
MVA
P
MW
U
kV
I
kA
Cosϕ
X
d
’’ X
d
’ X
d
TBφ-100-2
117,5 100 10,5 6,475 0,85 0,183
0,26
3
1,79
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất:
Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện
áp theo công thức:

max
.
100
%

)( P
P
tP =
ϕ
Cos
tP
tS
)(
)( =

Trong đó:
S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
Cosϕ : Hệ số công suất phụ tải.
1.2.1. Phụ tải các cấp điện áp:
+ Phụ tải cấp điện áp máy phát(địa phương):
U
đm
= 10,5 (kV); P
max
= 14 (MW); Cosϕ = 0,85

max
.
100
%
)( P
P
tP =

ϕ
Cos
tP
tS
)(
)( =

Sau khi tính toán ta có bảng số liệu:

t(h)
0 - 8 8 - 12 12 -14 14 -16 16 - 18 18 - 22 22 - 24
P% 80 70 80 90 100 90 80
P(MW) 11.2 9.8 11.2 12.6 14 12.6 11.2
S(MVA) 13,2 11.5 13,2 14.8 16.5 14.8 13,2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

2
Đồ thị phụ tải địa phương:

+ Phụ tải trung áp:

U
đm
= 110 (kV); Pmax = 160 (MW); Cosϕ = 0,88

max
.
100
%
)( P

P
tP =
ϕ
Cos
tP
tS
)(
)( =

Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp

Thời gian
0 - 6 6 -10 10 -14 14 -16 16 - 20 20 - 24
P% 90 80 90 100 90 80
P(MW) 144 128 144 160 144 128
S(MVA) 163.6 145.5 163.6 181.8 163.6 145.8

Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp:



08
12 14 16
18
22 24
10
15
20
S(M VA)
t (h)

13,2
11,5
13,2
16,5
14,8
13,2
14,8
0
100
150
200
610
14
16 20
24
S(MVA)
t(h)
163.6
145.5
163.6
181.8
163.6
145.8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

3
+ Phụ tải cao áp:
U
đm
= 220 (kV); Pmax = 200 (MW); Cosϕ = 0,9

max
.
100
%
)( P
P
tP =
ϕ
Cos
tP
tS
)(
)( =

Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải cao áp
Thời gian 0 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 24
P% 90 100 90 80
P(MW) 180 200 180 160
S(MVA) 200 222.2 200 177.8

Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp:




+ Phụ tải toàn nhà máy:

P
max

= 500 (MW); cosϕ = 0,85

max
100
%
)( P
P
tP =

ϕ
Cos
tP
tS
)(
)( =

Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy

Thời gian 0 - 10 10 - 14 14 -18 18 - 22 22 - 24
P% 80 90 100 90 80
P(MW) 400 450 500 450 400
S(MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6
0
100
150
200
8
12
16
24

S(MVA)
t(h)
200
222.2
200
177.8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

4

Đồ thị phụ tải:





1.2.2. Phụ tải tự dùng:
Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lượng điện tự dùng chiếm 6% công
suất định mức của toàn nhà máy, cosϕ = 0,83.

Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau:

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

+

=
Σ
Σ
Fdm
TNM
td
Fdm
td
S
tSP
tS
)(
6,04,0
cos
.
100
)(
φ
α

Trong đó:
S
td
(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t
S
NM
: Công suất đặt của toàn nhà máy
S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t

α : Số phần trăm lượng điện tự dùng
Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:

Thời gian 0 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 22 22 - 24
S
NM
(MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6
S
td
(MVA) 31.8 33.9 36.1 33.9 31.8

010
14 24
S(MVA)
t(h)
18
22
300
450
600
470.6
529.4
588
529.4
470.6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

5

Đồ thị phụ tải tự dùng:


1.2.3. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát về hệ
thống:
Phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
S
tnm
(t) = S
đp
(t) + S
T
(t) + S
C
(t) + S
td
(t) + S
VHT
(t)
Công suất của nhà máy phát về hệ thống được tính theo công thức:
S
VHT
(t) = S
tnm
(t) - [S
đp
(t) + S
T
(t) + S
C

(t) + S
td
(t)]
Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:

Thời
gian
0 - 6 6 - 8 8 - 10 10 -12 12 -14 14 -16 16 -18 18 -20 20 -22 20 -22
Công
suất

S
NM
(t)
470.6 470.6 470.6 529.4 529.4 588 588 529.4 529.4 470.6
S
ĐP
(t)
13 2 13.2 11.5 11.5 13. 2 14.8 16.5 14.8 14.8 13. 2
S
C
(t)
200 200 222.2 222.2 200 200 177.8 177.8 177.8 177.8
S
T
(t)
163.6 145.5 145.5 163.6 163.6 181.8 163.6 163.6 145.5 145.5
S
td
(t)

31.8 31.8 31.8 33.9 33.9 36.1 36.1 33.9 33.9 31.8
S
VHT
(t)
62 80.1 59.6 98.2 118.7 155.3 194 139.3 157.4 102.3

010
14 24
S(MVA)
t(h)
20
30
40
18
22
31.8
33.9
36.1
33.9
31.8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

6
Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy :




1.3. Lựa chọn các phương án nối dây:
1.3.1 Đề xuất các phương án:

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong
quá trình thiết kế nhà máy điện. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung
cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả
kinh tế.
Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất, đồ thị phụ tải các cấp đi
ện áp
chúng ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy.
Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ta có:
+ Phụ tải địa phương : P
max
= 14 MW, cosϕ = 0.86 ⇒ S
max
= 16.3MVA
Ta có:
%15%7100.
6,117.2
5,16
100.
2
max
<==
dmF
DP
S
S
⇒ Không cần thanh góp điện áp
máy phát.
+ Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) được trực
tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện
áp.

+ Phụ tải trung áp:
S
max
= 181.8 (MVA)
S
min
= 145.5 (MVA)
0
150
200
8
12
16
24
S(MVA)
t(h)
250
610
14
18 20
22
100
62
80.1
59.6
98.2
118.7
155.3
194
157.4

102.3
139.3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

7
Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai
dây cuốn lên thanh góp trung áp.
+ Phụ tải cao áp:
S
max
= 222.2 (MVA)
S
min
= 177.8 (MVA)
Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai
dây cuốn lên thanh góp cao áp.
+ Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết
kế:
1.3.2. Phương án 1:


Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các
cấp điện áp.
Nhược điểm của phương án là khi S
Tmin
có 1 lượng công suất phải tải qua
2 lần MBA làm tăng tổn thất công suất .

B1 B2
B3
B4
B5
F1 F2
F3
F4
F5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

8




1.3.3. Phương án 2:

Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các
cấp điện áp, lượng công suất thiếu ở phía trung áp được lấy từ MBATN cung
cấp sang.
Nhựơc điểm của phương án là MBA 2 dây quấn phía cao áp nhiều hơn
phương án 1 nên giá thành đắt hơn.
1.3.4. Phương án 3:

B1 B4 B2
B3 B5
F1 F4 F2 F3 F5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

9
Phương án này có ưu điểm là MBA chỉ có 2 loại nên chọn thiết bị phân
phối đơn giản hơn và giá thành hạ.
Nhựơc điểm của phương án là lượng công suất phía trung áp lớn hơn
nhiều công suất của phụ tải nên lượng công suất chuyển sang phía cao áp phải
qua 2 lần MBA gây tăng tổn thất.
Nhận xét:
Qua phân tích sơ bộ các phương án đưa ra ta nhận thấy phương án 1 và ph-
ương án 2 có nhiều ưu điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phương án này để tính
toán kinh tế, kỹ thuật từ đó chọn một phương án tối ưu nhất cho nhà máy thiết
kế.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MBA
2.1. Phương án 1:
2.1.1. Chọn loại và công suất máy biến áp:

a. Chọn biến áp bộ B
4
, B
5

Công suất của máy biến áp bộ B
4
, B
5
chọn theo điều kiện
S
B4
= S
B5

≥ S
đmF
- S
(1)
tdmax
= 117,6 -
5
1.36
= 110,38 (MVA)
Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP ДцH 125/110
có các thông số chính sau:

S
đm
(MVA)
U
C

(kV)
U
H

(kV)
ΔP
0
(kW)
ΔP
n

(kW)

Un% I
0
% Loại
B2
B3
F2 F3
B5
B4B1
F1 F4 F5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
0
125 115 10,5 100 400 10,5 0,55
TP ДцH
125/110

b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3

Công suất của máy biến áp tự ngẫu được chọn theo điều kiện:

thdmBdmB
SSS ⋅≥=
α
1
32

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−∑=
maxmin
tduFdmFth
SSSS

Trong đó:
α: Hệ số có lợi của MBATN

5,0
220
110220
=
−
=
−
=
C
TC
U
UU
α

Thay số ta có:

)(63,1041,36
5
1
2
5,11
6,117
MVAS
th
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅−−=

ị
)(26,20963,104
5,0
11
32
MVASSS
thdmBdmB
=⋅=⋅≥=
α


Tra tài liệu “Thiết kế nhà máy điện” ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại

ATДЦTH có S
đm
= 250 (MVA), với các thông số cơ bản sau:

U
C
U
T
U
H

ΔP
0
ΔP
N
(kW)
U
N
% I
0
%
(kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H (kV) (kV) (kV) (kW
)
230 121 11 120 520 - - 11 32 20 0,5

c. Chọn biến áp bộ B
1
:
Công suất của máy biến áp bộ B
1

chọn theo điều kiện:
S
B1
≥ S
đmF
- S
(1)
tdmax
= 117,6 -
5
1.36
= 110,38 (MVA)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
1
Tra tài liệu “Thiết kế nhà máy điện” ta chọn máy biến áp: TДц 125/110
có các thông số chính sau:

S
đm
(MVA)
U
C

(kV)
U
H

(kV)
ΔP

0
(kW)
ΔP
n

(kW)
Un% I
0
% Loại
125 242 10,5 115 380 11 0,5 T Дц 125/220

2.1.2a. Phân bố công suất cho các máy biến áp:
a. Phân bố công suất cho các MBA B
1
, B
4
, B
5
:
Để đảm bảo vận hành kinh tế các máy biến áp ta cho các MBA bộ B
1
, B
4
và
B
5
làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng cả năm như sau:
S
B1
= S

B4
= S
B5
= S
đmF
-
5
maxtd
S
= 117,6 -
5
1,36
= 110,38
(MVA)

Đồ thị phụ tải của B
3
và B
4

Ta thấy S
B1
= S
B4
= S
B5
= 110,38 MVA < S
đmB1,4,5
= 125 (MVA). Vậy ở điều
kiện làm việc bình thường máy biến áp B
1
, B
4
và B
5
không bị quá tải.
b. Phân bố công suất cho các MBATN B
2
, B
3
:
S(MVA)
t(h)
0
110,38
8760

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
2
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
2
và B
3
công suất truyền tải lên các cấp
điện áp được tính theo công thức sau:
+ Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là:
S
CB2
= S
CB3
=
2
1
(S
VHT
+ S
C
- S
B1
)
+ Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là:

2
)(
54110
32

BB
TBTB
SSS
SS
+
−
==

+ Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy:
S
HB2
= S
HB3
= S
CB2
+ S
TB2
= S
CB3
+S
TB3

Dựa vào bảng phân bố công suất toàn nhà máy ta tính được công suất
truyền tải lên các cấp điện áp cho từng thời điểm, theo các công thức trên ta
có:
S
MVA

0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 -10 10 -12 12 -14 14 -16 16 - 18 18 -20 20 -22 22 -24
S

B4
=S
B5

110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38
S
C(B2,B3)

75,81 75,81 84,86 85,71 105,01 104,16 122,46 130,71 103,36 112,41 84,86
S
T(B2,B3)

-28,58 -28,58 -37,63 -37,63 -28,58 -28,58 -19,48 -28,58 -28,58 -37,63 -37,63
S
H(B2,B3)

47,23 47,23 47,23 48,08 76,43 75,58 102,98 102,13 74,78 74,78 47,23
Dấu (-) thể hiện công suất truyền từ cuộn trung sang cuộn cao.
Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 131,71 MVA < S
đm B2,B3
= 250 MVA
S
Tmax
= 37,63 MVA < S
M
= α.S
đmB2

= 250 . 0,5 = 125 MVA
S
Hmax
= 102,98 MVA < S
M
= α.S
đmB2
= 125 MVA
Vậy ở điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp B
2
, B
3
không bị quá
tải.
2.1.2b. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp:
Công suất định mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cực đại nên
không cần kiểm tra điều kiện qúa tải bình thường.
Kiểm tra sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là khi S
T
= S
Tmax
= 181,8 MVA
Khi đó S
VHT
= 155,3 MVA S
UF
= 14,8 MVA
Ta xét các sự cố sau:

a. Sự cố B
4
(hoặc B
5
):
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
3

-
Điều kiện kiểm tra sự cố:
+ Khi sự cố máy biến áp B
4
(hoặc B
5
) mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tải
một lượng công suất là:
S =
2
38,1108,181
2
)S - (S
B5Tmax
−
=
= 35,71 MVA
+ Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được một lượng công suất là:
S
B2(B3)
= α.S

đmB
= 0,5.250 = 125 MVA
Ta thấy: S
đmB2
= 125 MVA > 35,71MVA
ị Do vậy máy biến áp không bị quá tải.

-
Phân bố công suất khi sự cố B
4
:
Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp 1 lượng
công suất:
S
TB2(B3)
=
2
1
(S
Tmax
- S
bô
) = 0,5.(181,8 - 110.38) = 35,71 MVA
+ Lượng công suất từ máy phát F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B

3
) là:
S
HB2(B3)
= S
đmF
-
2
1
S
DP
-
5
1
S
tdmax

= 117,6 -
2
1
.14,8 -
5
1
.36,1 = 102,98 MVA
+ Lượng công suất phát lên phía cao của MBA B
2
(B
3
)
S

CB2(B3)
= S
HB2(B3)
- S
TB2(B3)
= 102,98 - 35,71 = 67,27 MVA
+ Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= [S
VHT
+S
C
-S
B1
- (S
CB2
+ S
CB3
)]
= 155,3 + 200 - 110,38 -( 2×67,27) = 110,38 MVA
Ta thấy: S
dtHT
= 150MVA > S
thiếu
= 110,38 MVA ị thoả mãn điều kiện.
b. Sự cố B
2
(hoặc B

3
):
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
4

-
Điều kiện kiểm tra sự cố:
sc
qt
K
.α.S
đmTN
+2S
bộ
≥ S
Tmax
Khi có sự cố máy biến áp B
2
(hoặc B
3
) máy biến áp tự ngẫu còn lại phải
tải 1 lượng công suất bên trung là:
S
T
= S
Tmax
- S
B4
- S

B5
= 181,8 – (110,38×2) = - 38,96 MVA
Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được 1 lượng công suất là:
S
B2(B3)
= α.S
đmB
= 0,5.250 = 125 MVA
Ta thấy: S
B2(B3)
= 125 > 38,96 MVA
Công suất định mức của máy biến áp lớn hơn công suất thực cần phải
tải khi sự cố.
ị Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
-
Phân bố công suất khi sự cố MBA B
2
:
+ Công suất trên cuộn trung của B
3
là:
S
TB3
= S
Tmax
- S
B4
- S
B5
= 181,8 – (110,38×2) = - 38,96 MVA

+ Lượng công suất từ máy phát F
3
cấp lên phía hạ của B
3
là:
S
HB3
= S
đmF
- S
ĐP
-
5
1
S
tdmax
= 117,6 - 14,8 -
5
1
.36,1 = 95,58
MVA
+ Lượng công suất phát lên phía cao của MBA B
3
:
S
CB3
= S
HB3
- S
TB3

= 95,58 - (-38,96) = 134,54 MVA
+ Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= (S
VHT
+ S
C
) - (S
bộ1
+ S
CB3
) = (153,3 + 200) - (110,38 +
134,54)
= 108,38 MVA
Ta thấy:
S
dtHT
= 150MVA> S
thiếu
= 108,38MVAị Thoả mãn điều kiện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
5
Kết luận:
Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải.

2.2. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

Tổn thất trong máy biến áp gồm hai 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.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn
dây trong một năm:
ΔA
2cd
= [ΔP
0
+ ΔP
N
2
dm
b
S
S
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
].8760
Đối với máy biến áp tự ngẫu:
ΔA
TN

= ΔP
0
.t +
(
)
iHiNHitiNTiCiNC
dmB
tSPtSPtSP
S

365
222
2
Δ+Δ+ΣΔ

Trong đó:
S
Ci
, S
ti’
S
Hi
: công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của mỗi máy biến áp
tự ngẫu trong khoảng thời gian t
i
.
S
b
: công suất tải qua mỗi máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời
gian t

i
.
ΔP
NC
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
Δ
−
α
Δ
+Δ
−−
−
2
HNT
2
HNC
TNC
PP
P
= 0,5
⎟
⎠
⎞

⎜
⎝
⎛
−
+
2
5,0
260260
520
= 260
ΔP
NT
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
Δ
−
α
Δ
+Δ
−−
−
2
HNC
2

HNT
TNC
PP
P
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+
2
5,0
260260
520
= 260
ΔP
NH
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
Δ−
α
Δ

+
α
Δ
−
−−
TNC
2
HNC
2
HNT
P
PP
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+
520
5,0
260260
2
= 780
Dựa vào bảng thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta
tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp nh sau:
+
Máy biến áp ba pha hai cuộn dây:

Máy biến áp B
1
, B
4
và B
5
luôn cho làm việc với công suất truyền tải
qua nó S
b
= 110,38 MVA trong cả năm. Do đó:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
6
ΔA
B1
= 8760 [115+ 380
2
125
38,110
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
]= 3603,063.10
3
KWh.
ΔA
B4

= ΔA
B5
= 8760 [100+ 400
2
125
38,110
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
]= 3608,277.10
3
KWh.
+
Máy biến áp tự ngẫu:
Từ đó ta có:
ΔA = ΔP
0
.8760 +
(
)
iHiNHiTiNTiCiNC
dm
tSPtSPtSP
S

365
222

2
Δ+Δ+ΔΣ

ΔA = 120.8760 +
2
250
365
[((260.75,81
2
+ 260.(-28,58)
2
+ 780.47,23
2
)).6
+
+ (260.84,86
2
+ 260.(-37,63)
2
+ 780.47,23
2
).2 +
+ (260.85,71
2
+ 260.(-37,63)
2
+ 780.48,08
2
).2 +
+ (260.105,01

2
+ 260.(-28,58)
2
+ 780.76,43
2
).2 +
+ (260.104,16
2
+ 260.(-28,58)
2
+ 780.75,58
2
).2 +
+ (260.122,46
2
+ 260.(-19,48)
2
+ 780.102,98
2
).2 +
+ (260.130,71
2
+ 260.(-28,58)
2
+ 780.102,13
2
).2 +
+ (260.112,41
2
+ 260.(-37,63)

2
+ 780.74,78
2
).2+
+ (260.103,36
2
+ 260.(-28,58)
2
+ 780.74,78
2
).2 +
+ (260.84,86
2
+ 260.(-37,63)
2
+ 780.47,23
2
).2]
=1961,462.10
3
KWh
Như vậy tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp là:
ΔA
Σ
= ΔA
B1
+ ΔA
B2
+ ΔA
B3

+ ΔA
B4
+ ΔA
B5

= 3603,063.10
3
+ 2. 1961,462.10
3
+ 2. 3608,277.10
3



= 14742,541.10
3
KWh.
2.3. Tính toán dòng cưỡng bức phương án I:
ã Các mạch phía 220KV
- Đường dây kép nối với hệ thống:
Dòng cưỡng bức được xét khi phụ tải hệ thống cực đại: S
HTmax
= 194 MVA
I
cb
=
220.3
194
.3
max

=
dm
HT
U
S
= 0,509 KA
- Phụ tải phía 220KV:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
7
+ Đường dây kép: I
cb
= 2.I
bt
=
KA
U
P
dm
292,0
220.9,0.3
100
.cos.3.2
.2
max
==
ϕ

- MBA tự ngẫu:
+ Khi bình thường: S

Cmax
= 130,71 MVA
+ Khi sự cố B
4
: S
Cmax
= 67,27 MVA
+ Khi sự cố B
2
: S
Cmax
= 134,54 MVA
I
cb
=
220.3
54,134
.3
max
=
dm
C
U
S
= 0,353 KA
- Bộ máy phát điện - máy biến áp B
1
:
I
cb

= 1,05
220.3
6,117.05,1
.3
=
dm
dmF
U
S
= 0,324 KA
Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 220 KV là: 0,509 KA
ã Các mạch phía 110 KV:
- Bộ máy phát điện - máy biến áp B
4
, B
5
:
I
cb
= 1,05
110.3
6,117.05,1
.3
=
dm
dmF
U
S
= 0,648 KA
- Trung áp máy biến áp B

2
(B
3
):
+ Khi bình thường: S
Tmax
= 37,63 MVA
+ Khi sự cố B
4
: S
T
= 35,71 MVA
+ Khi sự cố B
2
: S
T
= - 38,96 MVA
I
cb
=
110.3
96,38
.3
max
=
dm
U
S
= 0,204 KA
- Phụ tải phía 110KV:

+ Đường dây kép: I
cb
= 2.I
bt
=
KA
U
P
dm
477,0
110.88,0.3
80
.cos.3.2
.2
max
==
ϕ

+ Đường dây đơn: I
cb
= I
bt
=
KA
U
P
dm
239,0
110.88,0.3
40

.cos.3
max
==
ϕ

Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 110 KV là: 0,648 KA
ã Cấp điện áp 10,5 KV:
I
cb
= 1,05
5,10.3
6,117.05,1
.3
=
dm
dmF
U
S
= 6,789 KA

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
8
Vậy dòng cưỡng bức của phương án I là:
U

220KV 110KV 10,5KV
I
cb
(KA) 0,509 0,648 6,789

2.2. Phương án II:

2.2.1. Chọn loại và công suất máy biến áp:

a. Chọn máy biến áp bộ B
1
, B
4
, B
5
: Tương tự như ở phương án I.
Ta có: S
B1
= S
B4
= S
B5
≥ S
đmF
- S
(1)
tdmax
= 117,6 -
5
1.36
= 110,38 (MVA)

b. Chọn máy biến áp tự ngẫu B
2

, B
3
:
S
đmB2
= S
đmB3
≥
5,0
1
S
thừa
max

)(63,1041,36
5
1
2
5,11
6,117
MVAS
th
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅−−=

)(26,20963,104
5,0
11
32
MVASSS
thdmBdmB
=⋅=⋅≥=
α

Từ đó ta có bảng tham số máy biến áp cho phương án 1 như sau:
Cấp
điện áp
khu vực
Loại
S
đm

MVA
Điện áp
cuộn dây (KV)
Tổn thất (KW) U
N
%
I
0
%
Δ
P

0
Δ
P
N

C-T C-H T-H
C T H C-T C-H T-H
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
9
220 T Дц 125 242 - 10,5 115 - 380 - - 11 - 0,5
110 TP ДцH 125 115 - 10,5 100 - 400 - - 10,5 - 0,55
220 AT ДцTH 250 230 121 11 120 520 - - 11 32 20 0,5

2.2.2. Phân bố công suất cho các máy biến áp B
1
, B
4
, B
5
:
a. Phân bố công suất cho các máy biến áp B
1
, B
4
, B
5
:
Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B
1

, B
4
, B
5
làm việc với đồ thị
phụ tải bằng phẳng suốt năm.
S
B1
= S
B4
= S
B5
= S
đmF
-
5
max
td
S
= 117,6 -
5
1,36
= 110,38 (MVA)
Ta thấy S
B1
= S
B4
= S
B5
= 110,38 MVA < S

đmB1,4,5
= 125 (MVA). Vậy ở điều
kiện làm việc bình thường máy biến áp B
1
, B
4
và B
5
không bị quá tải.
b. Phân bố công suất cho các MBATN B
2
, B
3
,:
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
2
và B
3
công suất truyền tải lên các cấp
điện áp được tính theo công thức sau:
+ Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là:
S
CB2
= S
CB3
=
2
1
(S
VHT

+ S
C
- S
B1
- S
B4
)
+ Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là:

2
5
32
BT
TBTB
SS
SS
−
==

+ Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy:
S
HB2
= S
HB3
= S
CB2
+ S
TB2
= S
CB3

+S
TB3


Ta có bảng phân bổ công suất sau:
Giê 0-6 6 8 8 10 10 12 12 14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
CC
(t) MVA 20,62 29,67 30,52 49,82 48,97 67,27 75,52 48,17 57,22 29,67
S
C
T
(t)MVA 26,61 17,56 17,56 26,61 26,61 35,71 26,61 26,61 17,56 17,56
S
CH
(t)MVA 47,23 47,23 48,08 76,43 75,58 102,98 102,13 74,78 74,78 47,3

Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 75,52 < S
đm B2,B3
= 250 (MVA)
S
Tmax
= 35,71 < S
M
= α.S
đmB2
= 250 . 0,5 = 125 (MVA)

S
Hmax
= 102,98 < S
M
= α.S
đmB2
= 125 (MVA)
Vậy ở điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp B
2
, B
3
không bị quá
tải.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
0
2.2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp:
ã Công suất định mức của MBA chọn lớn hơn công suất thừa cực đại
nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải bình thường.
ã Kiểm tra sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là khi S
T
= S
T
max

= 181,8 MVA
Khi đó ta có:
S
HT

= 155,3 MVA
S
ĐP
= 14,8 MVA
Ta xét các sự cố sau:

















a. Sự cố MBAB
5
:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
1
- Điều kiện kiểm tra sự cố:
+ Khi sự cố máy biến áp B

5
mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tải một lượng
công suất là:
S =
2
8,181
2
max
=
T
S
= 90,9 MVA
+ Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được một lượng công suất là:
S
B2(B3)
= α S
đmB
= 0,5.250= 125 MVA
Ta thấy: S
đmB2(B3)
= 125MVA > 90,9 MVA
ị Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.

-
Phân bố công suất khi sự cố B
5
:
+ Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải một lượng công suất là:
S
TB2(B3)

=
2
1
S
Tmax
= 0,5.181,8 = 90,9 MVA
+ Lượng công suất từ máy phát F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B
3
):
S
HB2(B3)
= S
đmF
-
2
1
S
ĐP
-
5
1
S
tdmax
= 117,6 – 0,5.14,8 -

5
1,36
= 102,98 MVA
+ Lượng công suất phát lên phía cao của B
2
(B
3
)
S
CB2(B3)
= S
HB2(B3)
- S
TB2(B3)
= 102,98 - 90,9 = 12,08 MVA
+ Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= [S
VHT
+ S
C
-(S
B1
+ S
B4
+ S
CB2
+ S

CB3
)]
=[155,3 +200 - (2.110,38 + 2.12,08)] = 110,38MVA
Ta thấy S
dpHT
= 150MVA> S
thiếu
=110,38MVA ị Thoả mãn điều kiện.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
2
b. Sự cố B
2
(B
3
):
- Điều kiện kiểm tra sự cố:
Khi sự cố máy biến áp B
2
(hoặc B
3
) MBATN còn lại phải tải một lượng
công suất là:
S = S
Tmax
- S
B5
= 181,8 - 110,38 = 71,42 MVA
Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải được một lượng công suất là:
S

B2(B3)
= α.S
đmB
= 0,5.250 = 125 MVA
ị Vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
-
Phân bố công suất khi sự cố B
2
:
+ Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp một
lượng công suất là:
S
TB2
= S
Tmax
- S
B5
= 181,8 - 110,38 = 71,42 MVA
+ Lượng công suất từ máy phát F
3
cấp lên phía hạ của B
3
là:
S
HB3
= S
đmF
- S
ĐP
-

5
1
.S
tdmax
= 117,6 – 14,8 -
5
1
.36,1 = 95,58 MVA
+ Lượng công suất phát lên phía cao của B
3
:
S
CB3
= S
HB3
- S
TB3
= 95,58 - 71,42 = 24,16 MVA
+ Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là:
S
B1
+ S
B4
+ S
CB3
= 2.110,38 + 24,16 = 244,92 MVA
+ Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn
thiếu so với lúc bình thường là
S
thiếu

= (S
VHT
+ S
C
) - (S
B1
+ S
B4
+ S
CB3
) = (155,3 + 200) - 244.92
= 110,38 MVA
Ta thấy S
dpHT
= 150MVA > S
thiếu
=110,38MVA ị Thoả mãn điều kiện.
Kết luận:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
3
Các máy biến áp đã chọn cho phương án 2 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải.

2.4. Tính toán tổn thất điện năng tổng các máy biến áp.

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.

Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn
dây trong một năm:
ΔA
2cd
= ΔP
0
.T + ΔP
N
2
dm
b
S
S
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
.t

ã Đối với máy biến áp tự ngẫu
ΔA
tn
= ΔP
0
.T +
2

dmB
S
365
.Σ(ΔP
NC
.
2
Ci
S
.t
i
+ ΔP
nt
.
2
ti
S
.t
i
+ ΔP
ntt
.
2
Hi
S
.t
i
)
Trong đó:
S

Ci
, S
Ti
. S
Hi
: công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của máy biến áp tự
ngẫu trong tổng thời gian t
i
.
S
b
: công suất tải qua mỗi máy biến áp hai cuộn dây trong khoảng thời
gian t
i
.
ΔP
NC
= 0,5.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
Δ
−
α
Δ
+Δ

−−
−
2
HNT
2
HNC
TNC
PP
P

ΔP
NT
= 0,5.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
Δ
−
α
Δ
+Δ
−−
−
2
HNC
2

HNT
TNC
PP
P

ΔP
NH
= 0,5.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
Δ−
α
Δ
−
α
Δ
−
−−
TNC
2
HNC
2
HNT
P
PP

Dựa vào bảng thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta
tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp nh sau:
ã
Máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
Máy biến áp B
1
,B
4
và B
5
luôn cho làm việc với công suất truyền tải
qua nó: S
b
= 110,38 MVA trong cả năm.
Ta có:
ΔA = ΔP
0
.T + ΔP
N
2
dm
b
S
S
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜

⎝
⎛
α
.T
ΔA
B1
= ΔA
B4
= 8760
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
2
2
125
38,110
380115
= 3603,063.10
3
KWh
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
4
ΔA

B5
= 8760
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
2
2
125
38,110
400100
= 3608,277.10
3
KWh
ã
Máy biến áp tự ngẫu:
Ta có:
ΔP
NC
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝

⎛
−+
22
5,0
260
5,0
260
520
= 260 KW

ΔP
NT
= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
22
5,0
260
5,0
260
520
= 260 KW

ΔP
NH

= 0,5
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+ 520
5,0
260
5,0
260
22
= 780 KW
Từ đó ta có:
ΔA = ΔP
0
T +
(
)
iHiNHiTiNTiCiNC
dm
tSPtSPtSP
S

365
222
2
Δ+Δ+ΣΔ

ΔA
TN
= 120.8760 +
2
250
365
{(260.(20,62)
2
+ 260.(26,61)
2
+ 780.47,23
2
).6
+ (260.29,67
2
+ 260.(17,56)
2
+ 780.47,23
2
).2
+ (260.30,52
2
+ 260.(17,56)
2
+ 780.48,08
2
).2
+ (260.49,82
2
+ 260.26,61

2
+ 780.76,43
2
).2
+ (260.48,97
2
+ 260.26,61
2
+ 780.75,58
2
).2
+ (260.67,27
2
+ 260.35,71
2
+ 780.102,98
2
).2
+ (260.75,52
2
+ 260.26,61
2
+ 780.102,13
2
).2
+ (260.48,17
2
+ 260.26,61
2
+ 780.74,78

2
).2
+ (260.57,22
2
+ 260.17,56
2
+ 780.74,78
2
).2
+ (260.29,67
2
+ 260.17,56
2
+ 780.47,23
2
).2}
= 1670,256.10
3
KWh
Nh vậy, tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp là:
ΔA
Σ
= ΔA
B1
+ ΔA
B2
+ ΔA
B3
+ ΔA
B4

+ ΔA
B5

= 2.3603,063.10
3
+ 2. 1670,256.10
3
+ 3608,227.10
3

= 14154,915. 10
3
KWh
2.5. Tính toán dòng cưỡng bức phương án II:
ã Các mạch phía 220KV
- Đường dây kép nối với hệ thống:
Dòng cưỡng bức được xét khi phụ tải hệ thống cực đại: S
HTmax
= 194 MVA
I
cb
=
220.3
194
.3
max
=
dm
HT
U

S
= 0,509 KA
- Phụ tải phía 220KV: