LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lượng cần thiết cho toàn bộ nền kinh tế và đời
sống xã hội trong mỗi quốc gia. Do nhu cầu kinh tế và đời sống xã hội ngày
một nâng cao, phụ tải ngày càng phát triển, nhất là trong công cuộc công
nghiệp hoá – hiện đại hoá đất nước, mức độ tiêu thụ năng lượng điện ngày
càng tăng cao. Bởi vậy đòi hỏi hệ thống điện phải không ngừng phát triển và
lớn mạnh.
Để đáp ứng nhu cầu về sử dụng năng lượng điện ngày càng tăng đó thì
cần phải xây dụng thêm các nhà máy điện và các đường dây truyền tải điện.
Nhà máy điện là một phần tử quan trọng trong hệ thống điện, có vốn
đầu tư 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 đem lại 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 sẽ giúp sinh viên ôn lại những kiến thức đã tích luỹ
được đồng thời có cái nhìn tổng quan và hiểu biết về thực tế nhiều hơn.
Bản đò án tốt nghiệp này của em được giao có nhiệm vụ là thiết kế phần
điện cho nhà máy nhiệt điện.
Với những nội dung được giao của bản đồ án em đã hoàn thành đúng
khối lượng và thời gian. Trong quá trình thực hiện em cũng có nhiều cố gắng
song khó có thế tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Kính mong được sự
chỉ bảo và góp ý của các thầy cô để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn.
- 1 -
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã nhận được sự quan tâm giúp
đỡ của các thầy giáo, cô giáo, các đơn vị tập thể trong và ngoài trường.
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến thầy giáo
PGS. TS Nguyễn Hữu Khái đã trực tiếp hướng dẫn và dìu dắt em trong suốt
quá trình thực hiện đề tài này.
Em xin cảm ơn sự nhiệt tình chỉ bảo, dạy dỗ của các thầy cô giáo trong
khoa kỹ thuật công nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt

’’ X
d
’ X
d
TBφ-63-2
78,75 63 10,5 4,33 0,8 0,153 0,224 2,199
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 cấp điện áp máy phát(địa phương):


P
dp
(MW) 5,2 7,2 6,4 8 5,2
S
dp
(MVA) 6,117 8,470 7,529 9,411 6,117
Đồ thị phụ tải địa phương:
1.2.2. Phụ tải trung áp:
U
đm
= 110 (kV); P
max
= 100 (MW); Cosϕ = 0,85

max110
.
100
%
)( P
P
tP =

ϕ
Cos
tP
tS
)(
)(
110
=

max
100
%
)( P
P
tP
NM
=

ϕ
Cos
tP
tS
NM
)(
)( =
Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy
Thời gian
0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
P% 70 90 80 100 70
P
NM
(MW) 176,4 226,8 201,6 252 176,4
S
NM
(MVA) 220,5 283,5 252 315 220,5
- 5 -
82.352
117.647
105.882

)(
6,04,0
100
%
)(
α
Trong đó:
S
td
(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t
S
NMdm
: Công suất đặt của toàn nhà máy
S
NM
(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÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
S
NM
(t) 220,5 283,5 252 315 220,5
S
td
(t) 18,081 20,727 19,404 22,05 18,081
- 6 -
220.5
283.5
252
315

(MVA) 6,117 8,470 7,529 9,411 6,117
S
110
(MVA) 82,352 105,882 105,882 117,647 82,352
S
td
(MVA) 18,081 20,727 19,404 22,05 18,081
- 7 -
18.081
22.05
18.081
19.404
20.727
0
6
12
18
24
0 4 8 12 16 20 24
t(h)
S(MVA)
S
VHT
(MVA) 113,95 148,421 119,185 165,892 113,95
Đồ thị công suất phát về hệ thống của nhà máy :
- 8 -
113.95
119.185
165.892
148.421

148.421
113.95
18.081
22.05
19.404
20.727
18.081
0
50
100
150
200
250
300
350
0 4 8 12 16 20 24
t(h)
S(MVA)
CHƯƠNG 2
ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY
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.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của
mỗi tổ máy là 63 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp
sau:
+ Phụ tải địa phương:
S
dpmax

+ Nhà máy có ba cấp điện áp là 10,5 kV; 110kV; 220kV. Trong đó lưới
điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đều là trung tính trực tiếp nối đất
nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp.
Từ các nhận xét trên ta đưa ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết kế:
2.1. Phương án 1
F3
F4
TD
TD
DP+TD
DP+TD
F1
F2
B1
B2
B3
B4
220 kV
HT
110 kV
Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các
cấp điện áp, công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lượng nhỏ.
2.2. Phương án 2
- 11 -
Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các
cấp điện áp. Tuy nhiên nhược điểm của phương án này là việc lắp đặt bộ
MF_MBA ba pha 2 dây quấn lên lưới điện 220Kv sẽ khó khăn và đắt hơn rất
nhiều.
2.3. Phương án 3
~ ~ ~ ~

= S
B4
≥ S
đmF
= 78,75 (MVA)
Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TДЦ có các thông
số chính sau:
S
đm
(MVA)
U
C
(kV)
U
H
(kV)
∆P
0
(kW)
∆P
n
(kW)
Un% I
0
%
80 121 10,5 70 310 10,5 0,55
2. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2

21
MVASSS
MFdmdmBdmB
=⋅=⋅≥=
α
Tra tài liệu “Thiết kế nhà máy điện” ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại AT
ДЦTH có S
đm
= 160 (MVA), với các thông số cơ bản sau:
U
C
(kV)
U
T
(kV)
U
H
(kV)
∆P
0
(kW)
∆P
N
(kW)
U
N
% I
0
%
C-T C-H T-H C-T C-H T-H

Nhận thấy: S
B3
= S
B4
= 73,24 < S
đmB3
= 80 (MVA). Vậy ở điều kiện làm việc
bình thường máy biến áp B
3
và B
4
không bị quá tải.
Đối với các máy biến áp tự ngẫu B
1
và B
2
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:
- 14 -
S
CB1
= S
CB2
=
2
1
(S
VHT
)

0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
S
B3
=S
B4
73,24 73,24 73,24 73,24 73,24
S
C(B1,B2)
56,975 74,210 59,592 82,946 56,975
S
T(B1,B2)
-32,064 -20,299 -20,299 -14,416 -32,064
S
H(B1,B2)
24,911 53,911 39,293 68,53 24,911
Dấu “_” chứng tỏ công suất được đưa từ thanh góp 110 kV sang thanh góp
220 kV
Qua bảng phân bố trên ta nhận thấy:
S
Cmax
= 82,946< S
đm B1,B2
= 160 (MVA)
S
Tmax
= 32,064< S
M
= α.S
đmB1
= 160 . 0,5 = 80 (MVA)

=
2
24,73647,117
2
)S - (S
B3110max
−
=
= 22,20 (MVA)
- Phía hạ áp:
S
H(B1;B2)
= S
MFdm
-
2
1
S
dp
-
4
1
S
td
= 78,75 -
2
1
.9,411 -
4
1

Phía trung áp:
S
T(B2)
= S
110max
- S
B3
- S
B4
= 117,647 - (73,24.2) = -28,833 (MVA)
Phía hạ áp:
S
H(B2)
= S
MFdm
- S
dp
-
4
1
S
tdmax
= 78,75 - 9,411 -
4
1
.22,05 = 63,826 MVA
Phía cao áp:
S
C(B2)
= S

B3
= ∆A
B4
= ∆P
0
.t + ∆P
N
2
dm
b
S
S








.t
Đối với máy biến áp tự ngẫu:
∆A
TN
= ∆P
0
.t +
( )
ti.S.Pti.S.Pt.S.P
S






α
∆
−
α
∆
+∆
−−
−
2
HNT
2
HNC
TNC
PP
P
= 0,5








−+

P
= 0,5








−+
22
5,0
380.5,0
5,0
380.5,0
380
=190 kW
∆P
NH
= 0,5






∆−
α
∆

- 18 -
• Máy biến áp ba pha hai cuộn dây:
Máy biến áp B3 và B4 luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó
S
b
= 73,24 MVA trong cả năm. Do đó
∆A
B3
= ∆A
B4
= 8760 (70+ 310
2
2
80
24,73
) = 2909,186.10
3
kWh.
• Máy biến áp tự ngẫu:
Ta có:
∆A = ∆P
0
.T +
( )
ti.S.Pti.S.Pti.S.P
S
365
2
HiNH
2

.t
i
8224,8 1648,197 824,098 1246,926 4112,4 16056,42
1
S
Hi
2
.t
i
4964,46 11625,58
3
3087,87
9
28178,16
5
2482,231 50338,31
8
∆A = 85.8760.10
-3
+
2
160
365
.10
-3
.(190.109364,94 + 190.16056,421 +
570.50338,318)
=744,6 + 748,86 = 1493,46 (MWh)
Như vậy tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp là:
∆A

≥
α
1
S
MFđm

Với α =
C
TC
U
UU −
=
220
110220 −
= 0,5 là hệ số có lợi
S
đmB1
= S
đmB2
≥
5,0
1
. 78,75 = 157,5 (MVA)
- 20 -
Từ đó ta có bảng tham số máy biến áp cho phương án 2 như sau:
Cấp
điện
áp
khu
vực

0
11 32 2
0
0,5
110
Tдц
80 121 10,5 7
0
31
0
10,5 0,55
220
Tдц
80 242 10,5 8
0
32
0
11 0,6
3.2.2. Phân bố công suấ i cho các máy biến áp
1. Phân bố công suất cho bộ MF_MBA: F
3
_B
3
và F
4
_B
4
Để vận hành thuận tiện và kinh tế
ta cho B3, B4 làm việc với đồ thị
phụ tải bằng phẳng suốt năm do

)
Phía cao: S
C
(t) =
2
1
(S
VHT
- S
B4
)
Phía hạ: S
H
(t) = S
T
(t) + S
C
(t)
- 21 -
Ta có bảng phân bố công suất:
S(MVA) Thời gian(h)
0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
S
B3
= S
B4
73,24 73,24 73,24 73,24 73,24
S
C(B1)
= S

= 0,5.160 = 80 (MVA)
Vậy MBA đã chọn là thoả mãn.
3.2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của các máy biến áp khi bị sự cố
• 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.
• Kiểm tra sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là khi S
110
= S
110
max

= 117,647 MVA
Ta xét các sự cố sau:
+ Xét sự cố bộ F
3
- B
3
- 22 -
~ ~ ~ ~
Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải một lượng công suất là:
S
TB1(B2)
= S
TB1(B2)
=
2
1
S
110max

- S
T(B1=B2)
= 63,02 - 58,823= 4,197 MVA
Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên hệ thống còn thiếu so với lúc bình
thường là:
S
thiếu
= S
VHT
- S
B4
- 2.S
C(B1=B2)
= 165,892 - 73,24 -2.4,197 = 84,258 MVA
- Công suất dự trữ của hệ thống là S
dtHT
= 110 MVA
Ta thấy S
dtHT
> S
thiếu
⇒ hệ thống làm việc bình thường
- 23 -
+ Xét sự cố B1 (B2)
~ ~ ~ ~
Khi sự cố máy biến áp B1 (hoặc B2) máy biến áp tự ngẫu còn lại phải tải một
lượng công suất là:
S =S
110max
- S

4
1
.S
tdmax
= 78,75 - 9,411 -
4
1
.22,05 = 58,316 MVA
- Lượng công suất phát lên phía cao của B2:
S
C(B2)
= S
H(B2)
- S
T(B2)
= 58,316 - 44,407 = 13,909 MVA
- Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên hệ thống còn thiếu so với lúc
bình thường là:
S
thiếu
= S
VHT
- 2.S
C(B1=B2)
= 165,892 - 2.46,332 = 73,228 MVA
Ta thấy S
dtHT
> S
thiếu
⇒ hệ thống làm việc bình thường.



.t
• Đối với máy biến áp tự ngẫu
∆A
tn
= ∆P
0
.T +
2
dmB
S
365
.Σ(∆P
NC
.
2
Ci
S
.t
i
+ ∆P
nt
.
2
ti
S
.ti + ∆P
ntt
.

α
∆
+∆
−−
−
2
HNT
2
HNC
TNC
PP
P
∆P
NT
= 0,5.






α
∆
−
α
∆
+∆
−−
−
2

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 như sau:
• Máy biến áp ba pha hai cuộn dây
Máy biến áp B3 và B4 luôn làm việc với công suất truyền tải qua nó:
- 25 -