Do an tot nghiep phan dien nha may nhiet dien (4x100MVA)

Đồ án Tốt Nghiệp
điện
Trờng Đhbk Hà nội

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
bộ môn Hệ thống điện Khoa điện
Nhiệm vụ

Thiết kế tốt nghiệp
Họ tên sinh viên : Lê Hoàn
Họ tên sinh viên : Lớp HTĐ 1 K44
Cán bộ hớng dẫn: TS Phạm Văn Hoà
Phần i: thiết kế phần điện nhà máy điện
Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x100 MW
Nhà máy máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải sau
đây.
1. Phụ tải cấp điện áp m¸y ph¸t:
Pmax= 24 MW, cos= 0,83. Gåm 4 kÐp x3 MWx3 km và
6 đơn x 2 MWx3 km
Biến thiên phụ tải, ghi trên bảng. Tại địa phơng dùng máy
cắt hợp bộ với Icắt=21 kA và tcắt=0,7 sec và cáp nhôm, vá PVC víi
tiÕt diƯn nhá nhÊt lµ 70 mm2
2. Phơ tải cấp điện áp trung áp 110 kV: Pmax=180 MW;
cos=0,84
Gồm hai đờng dây kép x70 MW và một đờng dây đơn x40
MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Không có
4. Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đờng dây kép
dài 120 km.
Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế):
4000 MW; Công suất dự phòng của hệ thống: 200 MVA. Công suất

ngắn mạch tính đến thanh góp phÝa hÖ thèng SNHT= 5000 MVA.
5. Tù dïng: α =7%, cos = 0,82
6. Công suất phát toàn nhà máy ghi trên bảng
Bảng biến thiên công suất
Sinh viên: Lê Hoàn

1

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện
Giờ

0-4

4-6

PĐP(%) 80 80
PTA(%) 90 90
PTNM(%
80 80
)
Phần iI:

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
6-8 8-10

10-

12-

14-

16-

18-

20-

24-

14
80
90

16 18
90 100
100 90

20
90
90

22
90
80

26

80
80

90

100 100

90

90

80

80
80

70
80

12
70
90

80

80

90

Thiết kế trạm biến áp giảm áp 10/0,4 kV

cấp điện cho một khu dân c.

Nội dung tính toán.
Phần I: Thiết kê phần điện nhà máy nhiệt điện ngng
hơi.
1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phơng án nối dây.
2. Tính toán chọn máy biến áp.
3. Tính toán ngắn mạch
4. Tính toán kinh tế- kĩ thuật chọn phơng án tối u
5. Chọn khí cụ điện
6. Tính toán tự dùng.
Phần II: Trạm hạ áp.
1. Xác định phụ tải tính toán
2. Sơ đồ điện và dây dẫn
3. Tính toán nối đất
Phần III: Các bản vẽ:
1. Bản vẽ đồ thị tổng hợp
2. Sơ đồ các phơng án
3. Sơ đồ nối điện chính kể cả tự dùng
4. Sơ đồ thiết bị phân phối ngoài trời
5. Sơ đồ trạm nối điện hạ áp
6. Sơ đồ thiết bị phân phối trạm hạ áp

Sinh viên: Lê Hoàn

2

Lớp HTĐ 1 K 44

Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
Hà Nội

tháng

năm

200
Giáo viên hớng dẫn

TS-Phạm Văn Hoà

Lời nói đầu
Điện năng là nguồn năng lơng cần thiết cho toàn bộ nền kinh
tế và đời sống xà hội trong mỗi quốc gia. Ngày nay do nhu cầu
kinh tế và đời sống ngày càng cao, phụ tải ngày càng phát triển,
nhất là trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc, mức độ tiêu thụ năng lơng điện tăng cao. Bởi vậy đòi hỏi hệ
thống điện phải không ngừng phát triển và lớn mạnh .
Để đáp ứng đợc các nhu cầu về sử dụng năng lợng điện ngày
một tăng đó thì cần phải xây dựng thêm các nhà máy điện và
các đờng dây truyền tải điện .
Nhà máy điện là một phần tử quan trọng trong hệ thống
điện, có vốn đầu t xây dựng khá lớn nên việc giải quyết đúng
đắn vấn đề kinh tế-kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận
hành nhà máy điện sẽ mang lại những hiệu quả kinh tế to lớn cho
nền kinh tế quốc dân.
Đồ án tốt nghiệp là một phần quan trọng trong quá trình học

tập. Qua bản đồ án tốt nghiệp này giúp sinh viên ôn lại những
kiến thức đà tích luỹ đợc, có đợc một cách nhìn tổng quan hơn
và hiểu biết thêm về thực tế.
Bản đồ án tốt nghiệp này của Em đựoc giao có nhứng nội
dung chính sau:

Sinh viên: Lê Hoàn

3

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Phần một : Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi có tổng
công suất đặt là 400M.
Phần hai : Thiết kế trạm điện giảm áp 10/04 kV cung cấp cho
mọt khu dân c.
Với những nội dung đợc giao của bản đồ án này em đà hoàn
thành đúng khối lợng và thời gian . Trong quá trình thực hiện em
đà có nhiều cố gắng nhng khó có thể tránh đợc thiếu xót nên
em rất mong đợc sự chỉ bảo thêm của các thầy cô để bản đồ án
của em đợc tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện trờng đại học Bách Khoa Hà Nội , các thày cô trong bộ môn Hệ
thống điện. Nhất là em xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thày
giáo hớng dẫn TS. Phạm Văn Hòa đà tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em
hoàn thành bản đồ án này.
Hà Nội 19 tháng 5 năm

2004
Sinh viên thực hiện.
Lê Hoàn

Mục lục
Phần I: Nhà máy điện
1
Chơng 1: Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.
1
1.1. Chọn máy phát điện.
1
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.
1
1.2.1. Công suất phát của nhà máy.
2
1.2.2. Phụ tải địa phơng.
4
Sinh viên: Lê Hoàn

4

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
1.2.3. Phụ tải trung áp.
4
1.2.4. Công suất phát vào hệ thống.

5
1.2.5. Nhận xét chung.
7
1.3. Xác định các phơng án nối dây sơ bộ.
8
Chơng 2: Tính toán Chọn máy biến áp cho các phơng án.
12
A. Phơng án 1.
13
2.1. Chọn máy biến áp và kiểm tra điều kiện qúa tải.
13
2.1.1. Chọn máy biến áp.
13
2.1.2. Kiểm tra điều kiện quá tải của các máy biến áp.
14
2.2. Phân bố công suất và tính toán tổn thất điện năng.
18
2.2.1. Phân bố công suất cho các máy biến áp.
18
2.2.2. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp.
19
2.3. Tính toán chọn kháng điện phân đoạn nối hai máy phát.
22
2.3.1. Phân bố phụ tải địa phơng cho các phân đoạn thanh góp
máy phát.
22
2.3.2. Tính toán dòng điện cỡng bức lớn nhất qua kháng điện phân
đoạn.
22
2.4. Xác định dòng điện Làm việc bình thờng và dòng điện cỡng

bức.
24

Sinh viên: Lê Hoàn

5

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
2.4.1. Các mạch phía 220 kV.
24
2.4.2. Các mạch phía 110 kV.
25
2.4.3. Các mạch điện phía 10,5 kV.
26
B. Phơng án 2.
27
2.1. Chọn máy biến áp và kiểm tra điều kiện qúa tải.
27
2.1.1. Chọn máy biến áp.
27
2.1.2. Kiểm tra điều kiện quá tải của các máy biến áp.
28
2.2. Phân bố công suất và tính toán tổn thất điện năng.
31
2.2.1. Phân bố công suất cho các máy biến áp.

31
2.2.2. Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp.
32
2.3. Tính toán chọn kháng điện phân đoạn nối hai máy phát.
34
2.3.1. Phân bố phụ tải địa phơng cho các phân đoạn thanh góp
máy phát.
34
2.3.2. Tính toán dòng điện cỡng bức lớn nhất qua kháng điện phân
đoạn.
34
2.4. Xác định dòng điện Làm việc bình thờng và dòng điện cỡng
bức.
35
2.4.1. Các mạch phía 220 kV.
35
2.4.2. Các mạch phía 110 kV.
36
2.4.3. Các mạch điện phía 10,5 kV.
37
Sinh viên: Lê Hoàn

6

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

Chơng 3: Tính toán ngắn mạch
39
3.1. Mục đích tính toán ngắn mạch.
39
3.2. Xác định đại lợng tính toán ngắn mạch trong hệ đơn vị tơng
đối cơ bản.
39
3.2.1. Điện kháng của hệ thống điện.
39
3.2.2. Điện kháng của đờng dây kép.
39
3.2.3. Điện kháng của máy phát.
40
3.2.4. Điện kháng của máy biến áp ba pha hai cuộn dây.
40
3.2.5. Điện kháng của máy biến áp ba tự ngẫu.
40
3.2.6. Điện kháng của kháng điện phân đọan máy phát điện.
40
A. Phơng án 1.
41
3.1. Xác định điểm tính toán ngắn mạch.
41
3.1.1. Nguyên tắc lựa chọn điểm ngắn mạch.
41
3.1.2. Lựa chọn điểm tính ngắn mạch cho phơng án 1.
41
3.2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch chung của phơng án.

42
3.2.1. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N1.
43
3.2.2. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N2.
45
3.2.3. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N3.
47

Sinh viên: Lê Hoàn

7

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
3.2.4. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N4.
49
3.2.5. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N4- đầu cực máy phát.
51
3.2.6. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N5.
52
3.2.7. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N6.
52
B. Phơng án 2.
55
3.1. Xác định điểm tính toán ngắn mạch.
55

3.2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch chung của phơng án.
55
3.2.1. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N1.
57
3.2.2. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N2.
58
3.2.3. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N3.
60
3.2.4. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N4.
62
3.2.5. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N4- đầu cực máy phát.
65
3.2.6. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N5.
65
3.2.7. Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N6.
66

Chơng 4: So sánh kinh tế - kĩ thuật các phơng án và chọn phơng
án tối u.
69
4.1. Phơng pháp đánh giá hiệu quả phơng án.
69
4.2. Lựa chọn sơ đồ nối điện, máy cắt và cách ly cho các phuơng án.
71

Sinh viên: Lê Hoàn

8

Lớp HTĐ 1 K 44

Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
4.2.1. Lựa chọn sơ đồ nối điện, máy cắt và dao cách ly cho
phuơng án 1.
71
4.2.2. Lựa chọn sơ đồ nối điện và máy cắt cho phuơng án 2.
74
4.3. Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho các phơng án.
75
4.3.1. Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho phơng án 1.
75
4.3.2. Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho phơng án 2.
76
Chơng 5: Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn.
79
5.1. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát và sứ đỡ .
79
5.1.1. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát.
79
5.1.2. Kiểm tra sự ổn định của thanh dẫn cứng.
80
5.1.3. Chọn sứ đỡ thanh dẫn.
82
5.2. Chọn dây dẫn và thanh góp mềm.
82
5.2.1. Mạch điện áp 220 kV.
83

5.2.2. Mạch điện áp 110 kV.
86
5.3. Chọn thiết bị cho phụ tải địa phơng.
88
5.3.1. Lựa chọn sơ đồ cho phụ tải địa phơng.
88
5.3.2. Chọn cáp cho phụ tải địa phơng.
89
5.3.3. Chọn kháng điện phân nhóm của phụ tải địa phơng.
91

Sinh viên: Lê Hoàn

9

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
5.4. Chọn máy biến điện áp Đo Lờng.
97
5.4.1. Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng cho cấp điện áp
220 kV.
97
5.4.2. Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng cho cấp điện áp
110 kV.
97
5.4.3. Mạch máy phát 10,5 kV.

98
5.5. Chọn chống sét van.
101
5.5.1. Cấp điện áp 220 kV.
101
5.5.2. Cấp ®iƯn ¸p 110 kV.
101
5.5.3. Trung tÝnh m¸y biÕn ¸p nèi bộ bên trung áp.
101
Chơng 6: Chọn sơ đồ nối thiết bị tự dùng.
102
6.1. Chọn máy máy cắt đầu nguồn tự dïng
102
6.2. Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp mét.
103
6.3. Chän máy biến áp dự trữ cấp một.
103
6.4. Chọn máy biến áp tự dùng cấp hai.
103
6.5. Chọn các máy cắt hợp bé cho m¹ch tù dïng cÊp hai 6,3 kV.
104
6.6. Chän Aptomat cho phụ tải tự dùng 0,4 kV.
105
Phần II: thiết kế trạm biến áp giảm áp 10/04 kV
107
Sinh viên: Lê Hoàn

10

Lớp HTĐ 1 K 44

Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

Chơng 1: Xác định phụ tải tính toán.
107
1.1. Phân loại hộ gia đình và số liệu thống kê
107
1.1.1. Phân loại hộ gia đình
107
1.1.2. Số liệu điều tra đợc của 400 hộ gia đình nh sau:
107
1.2. Xác định phụ tải tính toán.
108
Chơng 2: Sơ đồ nối điện và chọn máy biến áp, khí cụ điện
109
2.1. Sơ đồ nối điện.
109
2.2. Chọn máy biến áp.
110
2.3. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn.
111
2.3.1. Chọn cáp từ điểm đặt A đến trạm biến áp.
113
2.3.2. Chọn dao cách ly phía 10,5 kV.
114
2.3.3. Chọn cầu chì tự rơi.

114
2.3.4. Chọn cáp tổng từ máy biến áp ra tủ ®iƯn h¹ thÕ.
115
2.3.5. Chän Aptomat tỉng.
117
2.3.6. Chän thanh gãp h¹ áp 0,4 kV.
118
2.3.7. Chọn máy biến dòng.
119
2.3.8. Chọn áptômát nhánh 0,4 kV.
120
Sinh viên: Lê Hoàn

11

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Chơng 3: Tính toán nối đất
121
3.1. Chức năng hệ thống nối ®Êt.
121
3.2. HƯ thèng nèi ®Êt cđa thanh nèi ®Êt.
123
3.3. §iƯn trở nối đất của cọc thép nối đất.
123
3.4. Điện trở nối đất của hệ thống cọc - thanh.

124

Sinh viên: Lê Hoàn

12

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

Phần I:

Thiết kế phần điện nhà
máy
nhiệt điện

Phần I: Nhà máy điện
Chơng 1:

Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.

A.1. Chọn máy phát điện.
Theo yêu cầu của đề ra ta phải thiết kế Phần điện của nhà
máy nhà máy Nhiệt điện ngng hơi với tổng công suất của nhà

Sinh viên: Lê Hoàn

13

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
máy là 400 MW bao gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy phát có công suất
là 100 MW.
Do đà biết số lợng và công suất của mỗi máy phát điện nên ta
chọn máy phát điện với một số chú ý sau đây:
Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện
định mức và dòng điện ngắn mạch nhỏ do đó yêu cầu đối với
các khí cụ điện đợc giảm thấp.
Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành dễ dàng thì
nên chọn máy phát cùng loại.
Với điều kiện chọn máy phát điện có công suất 100 MW Tra
tài liệu Thiết kế Nhà máy điện và trạm biến áp ta chọn đợc
loại máy phát kiểu :TB-100-2 có các thông số định mức của máy
phát ở bảng dới đây.
Bảng 1-1
Loại máy
phát
TB100-2

Điện kháng tơng
Loại máy
N

Sdm Pđm Uđm Cos Iđm
đôí
kích
(V/p) (MVA) (MW) (kV)  (kA)
thÝch
X”d X’d X d
BT-4500,18 0,26
3000 117,5 100 10,5 0,85 6,475
1,79
300
3
3

A.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất.
Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do
nhà máy phát ra phải đảm bảo cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ
ở các hộ kể cả lợng điện năng tổn thất.
Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ trong các hộ dùng điện
luôn thay đổi vì vậy năm bắt đợc quy luật biến đổi của phụ
tải là rất quan trọng trong quá trình thiết kế vận hành. Nhờ vào
công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đợc phơng án
nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nâng
Sinh viên: Lê Hoàn

14

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
cao ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn. Ngoµi ra dùa vµo đồ thị phụ tải
còn cho phép chọn đúng công suất máy biến áp, phân bố tối u
công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và
phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau.
Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp này đồ thị phụ tải đÃ
cho dới dạng bảng theo phần trăm công suất P max và hệ số cos của
từng phụ tải tơng ứng từ đó ta có thể xác định đợc phụ tải của các
cấp điện áp theo công suất tác dụng nhờ công thức sau:
P(t)
P%(t).Pmax
P%
Pmax S(t) =
với P(t) =
Cos
100.Cos
100

S(t) =
Trong đó:
S(t)

: Công biểu kiến của phụ tải tại thời điểm (t), tính

bằng MVA
P(%)(t) : Công suất tác dụng ở thời điểm (t) tính bằng phần
trăm công suất cực đại.
Pmax

: Công suất tác dụng cực đại của phụ tải, tÝnh b»ng

MW.
Cos : HƯ sè c«ng st cđa tõng phơ tải .
A.2.1. Công suất phát của nhà máy.
Tổng công suất đặt của nhà máy là:
SđmTNM= 4.SđmF= 4.117,5= 470 MVA & Cos = 0,85
Theo đầu bài cho ta bảng biến thiên công suất phát của nhà máy
hàng ngày, dựa vào công thức trên ta tính đợc công suất phát của
nhà máy theo thời gian ở bảng dới đây:
Bảng 1-2.
T(giờ)
PTNM(%)

0-4 4-6 6-8

810

1012

1214

80

80

90

90

80

Sinh viên: Lê Hoàn

80

15

1416
10
0

1618
10
0

1820

2022

2224

90

90

80

Lớp HTĐ 1 K 44

Đồ án Tốt Nghiệp
điện
37 37
STNM(t)(MVA)
6
6

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
37
6

37
6

42
3

42
3

47
0

47
0

42
3

42
3

37
6

Từ số liệu trên ta vẽ đợc đồ thị công suất phát của nhà máy
(trang bên):
Vì ta chọn loại máy phát có điện áp định mức U đm= 10,5
kV, vậy phụ tải tự dùng của nhà máy có Uđm= 10,5 kV.
Với hệ số tự dùng cực đại = 7% ta tính đợc công suất tự
dùng cực đại :
Ptdmax = .PđmTNM= 7%.400= 28 MW


P
28
Stdmax tdmax
34,146
cos td 0,82

STNM (MVA)
470
423

423

376

0

4

376

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-1: Đ ồ thịcông suất phát của nhà máy Nhiệt đ
iện.

Theo số liệu ban đầu cho ở đồ thị phát của nhà máy, một
cách gần đúng ta tính đợc phụ tải tự dùng của nhà máy Nhiệt
điện ngng hơi tại thời điểm (t) theo công thức sau:
Sinh viên: Lê Hoàn

16

Lớp HT§ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

Std(t) = Stdmax(0,4 +0,6

STNM (t)
) = Stdmax(0,4 +0,6.PTNM(%)(t))
SdmtTNM

Trong đó
Std(t)

: Phụ tải tự dùng toàn nhà máy tại thời điểm

(t).
SđmTNM : Công suất đặt của nhà máy.
STNM(t) : Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm (t).

Kết quả ta tính ra đợc:
Bảng 1-3.
T(giờ)
PTNM(%)
Std(t)
(MVA)

10- 12- 14- 16- 18- 2022-24
12 14 16 18 20 22
80 80 80 80 90 90 100 100 90 90 80
30,0 30,0 30,0 30,0 32,0 32,0 34,1 34,1 32,0 32,0 30,0
48 48 48 48 97 97 46 46 97 97 48
0-4 4-6 6-8 8-10

Từ đó ta vẽ đợc đồ thi phụ tải tự dùng của nhà máy (trang
sau):
Std (MVA)

0

4

6

34,146

32,097

30,048

8

10

12

14

16

32,097

18

20

30,048

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-2: Đ ồ thịphụ tải tự dù ng của nhà máy Nhiệt đ
iện.

A.2.2. Phụ tải địa phơng.
Phụ tải của địa phơng có: UđmĐP= 10,5 kV, PĐPmax= 24 MW &

Cos =0,83
Để xác định phụ tải địa phơng ta căn cứ vào sự biến thiên
hàng ngày đà cho ở dạng phần trăm, từ đó ta tính đợc bảng kết quả
ở dới đây.

Sinh viên: Lê Hoàn

17

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Công suất định mức của phụ tải địa phơng là:
P
24
SdmĐ P Đ P max
28,916
cos 0,83
Bảng 1-4.
1012
PĐP(%)
80 80 80 70 70
23,1 23,1 23,1 20,2 20,2
S§P(t)(MVA)
33 33 33 41 41
T(giê)

1214
80
23,1
33

0-4 4-6 6-8 8-10

1416
90
26,0
24

1618
100
28,9
16

1820
90
26,0
24

2022
90
26,0
24

2224
80
23,1

33

Từ đó ta vẽ đợc đồ thị phụ tải của địa phơng.
SĐ P (MVA)

23,133

0

4

20,241

6

8

10

23,133 26,024

12

14

16

28,916

18

26,024 23,133

20

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-3: Đ ồ thịphụ tải đ
ịa ph ơ
ng.

A.2.3. Phụ tải trung áp.
Phụ tải trung áp có: UđmTA= 110 kV, PTAmax= 180 MW & Cos
=0,84
Để xác định phụ tải trung áp ta căn cứ vào sự biến thiên hàng
ngày đà cho ở dạng phần trăm, từ đó ta tính đợc bảng kết quả ở dới
đây:
Công suất định mức của phụ tải trung áp là:
SdmTA

PTA max 180

214,286 MVA
cos 0,84
Bảng 1-5.

10- 12- 14- 16- 18- 20- 2212 14 16 18 20 22 24
PTA(%)
90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
192,8 192,8 171,4 171,4 192,8 192,8 214,2 192,8 192,8 171,4 171,4
STA(t)(MVA)
57 57 28 28 57 57 86 57 57 28 28
T(giê)

0-4 4-6 6-8 8-10

Sinh viên: Lê Hoàn

18

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

Từ đó ta vẽ đợc đồ thị phụ tải trung áp:
STA (MVA)

192,857

192,857

0

4

214,286
192,857

171,428

6

8

171,428

10

12

14

16

18

20

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-4: Đ ồ thịphụ tải trung áp của nhà máy.

A.2.4. Công suất phát vào hệ thống.
Nhà máy Nhiêt điện mà ta thiết kế phần điện cho nó cung cấp
điện cho phụ tải tự dùng nhà máy và phụ tải địa phơng ở cấp điện
áp 10,5 kV, cung cấp điện cho phụ tải trung áp ở điện áp 110 kV và
công suất thừa của hệ thống đợc phát vào hệ thống qua đờng dây
cao áp 220 kV. Vì vậy ta có sơ đồ khối chung của nhà máy nh sau:
STA

HT

220 kV

110 kV

Máy biến áp
10,5 KV
F

Std

SĐ P

Hì
nh 1-5: Sơđồ khối chung của nhà máy.

Ta có tổng công suất phát của nhà máy phải bằng công suất
tiêu thụ của các hộ tiêu thụ và công suất phát vào hệ thống.
Sinh viên: Lê Hoàn

19

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
STNM(t)= Std(t)+SĐP(t)+STA(t)+SVHT(t) SVHT(t)=STNM- Std(t)SĐP(t)- STA(t)
Trong đó:
STNM(t) : Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t.
Std(t)

: Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.

SĐP(t)

: Công suất tiêu thụ của địa phơng tại thời điểm

STA(t)

: Công suất tiêu thụ của phụ tải trung áp tại thời

t.
điểm t.

SVHT(t)

: Công suất nhà máy phát vào hệ thống 220 kV tại

thời điểm t.
Thay các giá trị đà tính ở trên vào ta tính đợc kết quả tại
bảng dới đây:
Bảng 1-6
T(giờ)

0-4 4-6 6-8 8-10

1012

1214

1416

1618

1820

2022

2224

STNM(t)(MVA) 376 376 376 376 423 423 470 470 423 423 376
30,04 30,04 30,04 30,04 32,09 32,09 34,14 34,14 32,09 32,09 30,04
8
8

8
8
7
7
6
6
7
7
8
23,13 23,13 23,13 20,24 20,24 23,13 26,02 28,91 26,02 26,02 23,13
S§P(t)(MVA)
3
3
3
1
1
3
4
6
4
4
3
192,8 192,8 171,4 171,4 192,8 192,8 214,2 192,8 192,8 171,4 171,42
STA(t)(MVA)
57
57
28
28
57
57

86
57
57
28
8

Std(t)(MVA)

SVHT(t)
(MVA)

129,9 129,9 151,3 154.,2 177,8 174,9 195,5 214,0 169,1 193,4 151,39
62
62
91
83
05
13
44
81
30
51
1

Từ kết quả trên ta vẽ đợc đồ thị công suất phát của nhà máy
vào hệ thống:

Sinh viên: Lê Hoàn

20

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
điện
SVHT (MVA)

151,391154,283

129,962

0

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt

4

6

8

195,544

177,805174,913

10

12

214,081
193,451
169,130

14

16

18

20

151,391

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-6: Đ ồ thịcông suất phát của nhà máy vào hệthống.

Dựa vào kết quả trên, ta xây dựng đồ thị phụ tải tổng hợp
cho cả nhà máy.
STNM (MVA)
470
423

423

STNM

376

376

SVHT

274,456

246,038

224,069 221,717

245,195 248,087

255,919 253,870
229,549 244,609

STA

S§ P
Std
0

53,181
30,048

4

6

60,170 63,062 61,013 58,121 53,181
50,298 52,338 55,230
34,146
32,097
30,048
32,097

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (giờ)

Hì
nh 1-7: Đ ồ thịphụ tải tổ
ng hợ p của nhà máy.

A.2.5. Nhận xét chung.
Từ các kết qủa tính toán ở trên và từ đồ thị phụ tải tổng hợp, ta thấy
rằng:
Sinh viên: Lê Hoàn

21

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Trong chế độ vận hành bình thờng của nhà máy luôn có công
suất phát vào hệ thống mà không cần huy ®éng tíi dù quay cđa hƯ
thèng ®Ĩ cung cÊp cho các hộ tiêu thụ.
Tổng công suất định mức của hệ thống là 4000 MVA (Không kể
nhà máy thiết kế), dự trữ quay của hệ thống là SDự trữ HT= 200 MVA. Giá trị
này lớn hơn công suất của một tổ máy của nhà máy, nh vậy khả năng dự
phòng của hệ thống cho nhà máy đủ đáp ứng cho sự cố một tổ máy, vì
vậy nhà máy thiết kế cần phải có sơ đồ cung cấp điện sao cho có khả
năng cung cấp điện tới tất cả các hộ phụ tải của nhà máy trong mọi trờng
hợp sự cố một tổ máy.
Phụ tải trung áp của nhà máy là một hộ tiêu thụ có tính chất rất
quan trọng, có công suất tiêu thụ điện năng chiếm từ 36,47-41,03% công
suất phát của nhà máy ở mọi thời điểm. Do đó việc cung cấp điện cho

hộ tiêu thụ này là rất quan trọng.
Ta thấy rằng nhà máy ta thiết kế ở đây là nhà máy nhiệt điện
nên khó điều chỉnh đợc công suất phát của nhà máy trong một thời gian
ngắn, mặt khác nhà máy chỉ phát một lợng nhỏ công suất vào hệ thống
(SVHTmax= 214,286 MVA) rất nhá so víi c«ng st tỉng cđa hƯ thèng 4000
MVA vì vậy nhà máy không thể tham gia vào quá trình điều tần của
hệ thống.
A.3. Xác định các phơng án nối dây sơ bộ.
Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ
quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý
không những đem lại những lợi ích kinh tế to lớn mà còn đáp
ứng đợc các yêu cầu kĩ thuật.
Cơ sở xác định các phơng án có thể là số lợng và công suất
máy phát điện, công suất hệ thống điện, sơ đồ lới và phụ tải tơng ứng, trình tự xây dng nhà máy và lới điện...
Sinh viên: Lê Hoàn

22

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất
định mức của mỗi tổ máy phát là 100 MW có nhiệm vụ cung cấp
điện cho các phụ tải ở hai cấp điện áp sau:
Phụ tải tự dùng của nhà máy ở cấp điện áp 10,5 kV
có:
Stdmax= 34,146 MVA & Stdmin= 30,048 MVA.

Phụ tải địa phơng của nhà máy ở cấp điện áp 10,5
kV có:
SĐP max= 28,916 MVA & SĐP min= 20,241 MVA.
Phụ tải trung áp của nhà máy ở cấp điện áp 110 kV
có:
STA max= 214,286 MVA & STA min= 171,428 MVA.
 C«ng suÊt nhà máy phát vào hệ thống điện áp 220
kV có:
SVHT max= 214,081 MVA & SVHT min= 129,962 MVA.
Qua tÝnh to¸n ta cã thĨ ®a ra mét sè nhËn xÐt sau:
 Vì SĐPmax= 28,916 MVA 24,61%.SFđm (với SFđm=117,5 MVA)
và nhà máy phải cung cấp cho phụ tải địa phơng qua 3 đờng
dây kép & 4 đờng dây đơn nên nhà máy ta thiết kế cần có
thanh góp điện áp máy phát.
Vì công suất một bộ máy phát điện - máy biến áp bé hơn
dữ trữ quay của hệ thống (SđmF=117,5 MVA SDự phòngHT=200 MVA),
nên ta có thể dùng sơ đồ bộ máy phát điện - máy biến áp.
Vì nhà nhà máy ta thiết kế ở đây bao gồm 3 cấp điện áp
10,5 kV; 110 kV &220 kV (với các cấp điện áp > 110 kV thì trung
tính phải nối đất trực tiếp). Mặt khác khi sử dụng máy biến áp
tự ngẫu với các cấp điện áp này thì hệ số có lợi là:

Sinh viên: Lê Hoàn

23

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp

Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
U  U T 220 110
 C

0,5. VËy ta sư dơng máy biến áp tự ngẫu
UC
220
làm liên lạc giữa 3 cấp điện áp đó cho nhà máy.
Ta thấy rằng phụ tải cấp điện áp 110 kV luôn lớn hơn công
suất phát định mức của một máy phát điện, vì vậy ta có thể ít
nhất ghép vào thanh góp trung áp một đến hai bộ máy phát máy biến áp theo sơ đồ bộ.
Từ những nhận xét và yêu cầu trên ta có thể đề suất đợc một
số phơng án sau:
A. Phơng án 1.
STA

HT
220 kV D

B1

110 kV

B2

B3

B4

K
F1

F2

F3

F4

Hì
nh 1-8: Sơđồ nối điện sơbộ của ph ơng án 1.

Nhận xét:
Ưu điểm: Giảm đợc tối đa các thiết bị nối vào thanh góp
cao áp nên giá thành của phơng án có lợi về mặt kinh tế, mặt
khác chủng loại máy biến áp ít nên sơ đồ dễ lựa chọn, lắp đặt
vận hành đơn giản. Về mặt cung cấp điện đảm bảo đợc độ
tin cậy cao.

Sinh viên: Lê Hoàn

24

Lớp HTĐ 1 K 44


Đồ án Tốt Nghiệp
Thiết kế Phần điện nhà máy nhiệt
điện
Nhợc điểm: Có một phần công suất phải truyền tải qua

hai lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất, nhng do dùng
máy biến áp tự ngẫu nên tổn thất gây nên cũng không lớn thêm
nhiều.

B. Phơng án 2.
STA

HT
220 kV

B1

D

110 kV

B2

B3

B4

K

F1

F2

F3

F4

Hì
nh 1-9: Sơđồ nối điện sơbộ của ph ơng án 2.

Nhận xét:
Ưu điểm: Khắc phục đợc nhợc điểm của phơng án 1 là không
có lúc nào công suất phải truyền qua hai lần máy biến áp, giảm tổn
thất, luôn có thể cung cấp đủ công suất cho các hộ tiêu thụ khi xảy ra
sự cố một tổ máy phát hay một máy biến áp.
Nhợc điểm: So với phơng án 1 thì số lợng các thiết bị lắp
đặt vào cấp điện áp 220 kV tăng làm vốn đầu t tăng cao hơn.

Sinh viên: Lê Hoàn

25

Lớp HTĐ 1 K 44