N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 1
lời nói đầu
Trong những năm gần đây, với chính sách kinh tế mới, Đảng và nhà nớc ta chú
trọng đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc Cùng với sự phát triển
mạnh mẽ của các nghành công nghiệp, nghành năng lợng Việt nam đã có những
bớc tiến vợt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn và then chốt trong nền kinh
tế.Cùng với việc xây dựng thành công đờng dây tải điện Bắc Nam và một số
công trình lớn khác ,hệ thống điện nớc ta đã từng bớc đợc cải tạo, nâng cấp. Xuất
hiện ngày càng nhiều nhà máy điện và các trạm biến áp phân phối điện,do đó sản
lợng cũng nh chất lợng điện năng ngày càng đợc nâng cao.
Do địa hình nớc ta có nhiều đồi núi và các con sông lớn nên ta có thể xây dựng
các nhà máy thủy điện. Nhà máy thủy điện đem lại những lợi ích không nhỏ về kinh
tế cũng nh kỹ thuật. Tuy nhiên, xây dựng nhà máy thủy điện lại cần vốn đầu t kinh
tế lớn và thời gian xây dựng kéo dài nhiều năm. Do đó, để theo kịp tốc độ phát triển
của nền kinh tế,để đáp ứng nhu cầu trớc mắt về điện năng ta cần thiết phải xây dựng
các nhà máy nhiệt điện : có vốn đầu t ít hơn ,thời gian xây dựng nhanh hơn
Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không
nhỏ cho nền kinh tế và hệ thống điện.Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy
nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối u không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự
củng cố toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên nghành hệ thống điện trớc
khi xâm nhập thực tế
Em xin chân thành cám ơn thầy giáo hớng dẫn : PGS TS Đào Quang Thạchđã
hớng dẫn em tận tình, giúp em hoàn thành bản đồ án này.
Sinh viên
Hoàng văn đồng

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 2

MVA
P
MW
U
KV
cos
I
KA
X
d
X
d
X
d
TB-55-2
3000
68,75
55
11,5
0,8
3,462
0,123
0,182
1,452
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất :
Ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp, ta có :
% (t) =
100.
P
)t(P

12-14
14-16
16-18
18-20
20-24
P
df
%
60
65
85
80
90
100
70
65
P
df
(t)MVA
7,8
8,45
11,05
10,4
11,7
13
9,1
8,45
S
df
(t)MVA

60
P
T
(t)MVA
36
42
57
51
60
51
42
36
S
T
(t)MVA
40,909
47,727
64,773
57,955
68,182
57,955
47,727
40,909
Đồ thị phụ tải trung áp
9.296
13.155
12.381
13.929
10.833
10.06

6-8
8-12
12-14
14-16
16-18
18-20
20-24
P
NM
%
75
80
90
85
100
85
80
80
P
NM
(t)MVA
165
176
198
187
220
187
176
176
S

0
20
40
60
80
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t(h)
S (MVA)

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 5
S
td
(t) : phụ tải tự dùng tại thời điểm t.
S
NMmax
: công suất đặt của toàn nhà máy.
S
NM
(t) : công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t.
: số phần trăm lợng điện tự dùng.
S
NMmax
275 (MVA) ; Tự dùng của nhà máy : = 6,8 % ;
- Tính toán theo công thức trên ta có bảng kết quả sau :
t(h)
0-6
6-8
8-12

220
275
220
0
50
100
150
200
250
300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
S (MVA)
t(h)

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 6
Đồ thi phụ tải tự dùng của nhà máy
5. Cân bằng công suất toàn nhà máy và công suất phát vào hệ thống :
- Ta xác định công suất của toàn nhà máy theo biểu thức :
S
NM
(t) = S
đf
(t) + S
T
(t) + S
td
(t) + S
HT

13,929
15,476
10,83
10,06
S
td
(t)MVA
15,895
16,456
17,578
17,017
18,7
17,017
16,456
16,456
S
T
(t)MVA
40,909
47,727
64,773
57,955
68,182
57,955
47,727
40,909
S
HT
(t)MVA
140,16

18.5
19
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t(h)
S (MVA)

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 7
1.3 Nhận xét :
Nhà máy điện đủ khả năng cung cấp cho phụ tải yêu cầu ở cấp điện áp và phụ
tải ở các cấp điện áp ,ngoài ra nhà máy còn phát công suất về hệ thống.
-tính chất các phụ tải điện áp
Phụ tải địa phơng ở cấp điện áp 10kv
S
dfmax
=15,476MVA từ (16-18)h
S
dfmin
=10,06MVA từ(6-8)và (20-24)
Phụ tải cấp điện áp 110kv có
S
Tmax
=68,182MVA từ (14-16)
S
Tmin
=40,909MVA từ (0-6)h và (20-24)
Phụ tải của nhà máy phân phối không đều nhau trên 3 cấp điện áp và giá trị cực đại
xuất hiện không đồng thời với các phụ tải
0

nên không cần dùng thanh góp
điện áp máy phát
-Nhà máy điện thiết kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở cấp điện áp
và tự dùng cũng phát về hệ thống một lợng công suất đáng kể (lớn hơn công suất dự
trữ quay của hệ thống )nên ảnh hởng rất lớn đến độ ổn định của hệ thống

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 9
chơng ii
Chọn sơ đồ nối dây của nhà máy
2.1 Đề xuất phơng án :
A. Sơ đồ nối điện chính :
Thiết bị, MFĐ, MBA, đợc nối với nhau theo một sơ đồ nhất định gọi là sơ đồ
nối điện chính.
Sơ đồ nối điện phụ thuộc vào số nguồn, số phụ tải, công suất nguồn, công suất
phụ tải,phụ thuộc vào tính chất hộ tiêu thụ, phụ thuộc vào khả năng đầu t
Sơ đồ phải thỏa mãn điều kiện :
+ Về kỹ thuật :
- đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu.
- Đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị.
+ Về kinh tế :
- Vốn đầu t ít .
- Dễ vận hành, thay thế, lắp đặt, sửa chữa.
- Sự linh hoạt trong vận hành (vận hành theo nhiều phơng pháp).
- Có khả năng phát triển về sau.
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá
trình thiết kế nhà máy điện. Các phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên
tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối máy biến áp với các cấp
điện áp, về số lợng và dung lợng của máy biến áp, về số lợng máy phát điện nối

F2
F4
220 KV
110 KV
S
T
F3
F1
F2
F4
220 KV
HT
S
T
110 KV

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 11
Về mặt công suất khắc phục đợc nhợc điểm của phơng án I, luôn luôn cung
cấp đủ công suất cho các phụ tải cho dù gặp phải sự cố ngừng một trong các máy. Do
đó, độ tin cậy cung cấp điện đợc nâng cao, cải thiện đáng kể.
+ Nhợc điểm :
Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn trong vận hành và sửa chữa.
Vốn đầu t máy biến áp đắt hơn so với phơng án một
3. Phơng án III:
Nhận xét :
Tất cả các bộ máy phát điện máy biến áp đều nối vào thanh góp điện áp cao
(220 kV) .Hai máy biến áp tự ngẫu dùng để liên lạc và truyền công suất sang cho
thanh góp điện áp trung. Khi xảy ra sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc,

2.2 Chọn máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng. Trong hệ thống điện, tổng công suất
các máy biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ữ 5 lần tổng công suất các máy phát điện.
Do đó vốn đầu t cho máy biến áp cũng rất nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải chọn số
lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho
các hộ tiêu thụ. Điều đó có thể đạt đợc bằng cách thiết kế hệ thống điện một cách
hợp lý, dùng máy biến áp tự ngẫu và tận dụng khả năng quá tải của máy biến áp,
không ngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp.
Trong hệ thống điện ngời ta thờng dùng các máy biến áp tăng áp và giảm áp, 2
cuộn dây và 3 cuộn dây. Các máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và 3 cuộn dây đợc sử
dụng rộng rãi trong hệ thống điện.
Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất trực tiếp thờng dùng
máy biến áp tự ngẫu. Loại MBA này có điểm u việt hơn MBA thờng : giá thành
chi phí vật liệu và tổn hao năng lợng khi vận hành của nó nhỏ hơn so với MBA
thờng có cùng công suất.
2.3 phơng án I
- sơ đồ nối dây
1.Chọn máy biến áp cho phơng án I :
- Bộ máy phát điện máy biến áp hai cuộn dây :
S
đmB
= S
đmF
= 68,75(MVA).
F3
F1
F2
F4
220 KV
HT

đmB
75,68
5,0
1
ì
= 137,5 (MVA).
- Bảng tham số máy biến áp cho phơng án I :
Loại
MBA
S
đm
MVA
U
đm
(KV)
U
N
%
P
0
P
N
I
0
%
C
T
H
C-
T

_
0,5
2. Phân phối công suất : các máy biến áp và các cuộn dây :
+ Các bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vận hành với phụ tải bằng phẳng
suốt trong năm :
S
BT
=S
B3
=S
B3
= S
đmF
-
4
1
.S
tdmax
= 68,75 -
4
1
.18,7 = 64,075(MVA)
+ Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu :
- Công suất truyền qua cuộn cao :
S
c
(t) =
2
1
.S

20-24
S
c
70,08
72,88
75,995
73,2
87,095
71,654
72,495
76,288
S
T
-43,621
-40,211
-31,69
-35,098
-29,984
-35,098
-40,211
-43,621
S
H
26,459
31,211
44,265
38,102
57,111
36,556
32,284

Tmax
- S
BT
S
đmTN
qt
BTmaxT
K2
SS



S
đmTN
4,1.5,0.2
075,64182,68

= 2,93 (MVA)
S
đmTN
= 160 (MVA) > 2,93 (MVA) thỏa mãn điều kiện sự cố .
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:
S
T
=
2
1
.(S
Tmax

).(076,64057,55.219,1742 MVASS
CHT
==
Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên máy biến áp đã chọn
thoả mãn .
B sự cố một máy biến áp từ ngẫu liên lạc
F3
F1
F2
F4
220 KV
HT
S
T
110 KV
55,057
55,057
2,054
2,054
57,111
64,075

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 15
+ Điều kiện kiểm tra sự cố :
.K
qt
.S
đmTN

(Công suất truyền từ bên trung áp (110 kV) sang nên mang dấu âm)
- Công suất truyền qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu :
).(146,50929,137,18
4
1
75,68
4
1
MVASSSS
dftddmFH
===
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :
).(115,110)969.59(146,50 MVASSS
THC
===
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 174,19 (MVA), vì thế lợng công suất thiếu
là :
S
thiếu
=
).(075,64115,11019,174 MVASS
CHT
==
- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên máy biến áp đã chọn
thoả mãn .
2.4. phơng án II
F3
F1
F2
F4

5,0
1

= 137,5 (MVA).
Loại
MBA
S
đm
MVA
U
đm
(KV)
U
N
%
P
0
P
N
I
0
%
C
T
H
C-
T
C-H
T-
H

160
230
121
11
11
32
20
85
380
-
-
0,5
2. Tính dòng phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây :
+ Các bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây vận hành với phụ tải bằng phẳng
suốt trong năm :
S
BC
= S
BT
= S
đmF
-
4
1
.S
tdmax
= 68,75 -
4
1
.18,7 = 64,075 (MVA)

+=
t(h)
0-6
6-8
8-12
12-14
14-16
16-18
18-20
20-24
S
c
38,043
40,843
43,958
41,163
55,058
39,614
40,208
44,25
S
T
-11,583
-8,174
0,349
-3,06
2,054
-3,06
-8,174
-11,583

max
68,182
48,701( )
2. . 2.0,5.1,4
T
dmTN
qt
S
S MVA
K

= =
Ta có :
dmTN
S
= 160 (MVA) > 48,701 (MVA) nên điều kiện trên thoả mãn .
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
F3
F1
F2
F4
220 KV
110 KV
S
T
HT

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 18

.S
đmTN
S
Tmax
- S
B
max
68,182 64,075
5,867( )
. 0,5.1,4
T B
dmTN
qt
S S
S MVA
K



= =
Máy biến áp đã chọn thoả mãn điều kiện quá tải vì
160 5,867
dmTN
S = >
- Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA trong điều kiện sự cố :
- Công suất truyền qua cuộn trung của máy biến áp :
max
68,182 64,075 4,107( ).
T T B
S S S MVA= = =

+ S
B
) = 174,19 - ( 46,039 + 64,075) =64,076 (MVA)
- Lợng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (200MVA) nên máy biến
áp đã chọn thoả mãn .
2.5 - Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng :
- Tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu 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 máy biến áp.
Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây trong một
năm :
A
2cd
= 365.(P
o
.t + P
N
.
2
dmB
i
2
i
S
t.S

)
+ Đối với máy biến áp tự ngẫu ba pha :
A

o
: tổn hao sắt từ.
- P
Nm
: tổn thất ngắn mạch.
* Tổn hao ngắn mạch của các cuộn dây trong máy biến áp tự ngẫu :
P
N.C
= 0,5.(P
N.C-T
+
)
PP
2
HT.N
2
HC.N






P
N.T
= 0,5.(P
N.C-T
-
)
PP

a. Máy biến áp ba pha hai dây quấn :
Máy biến áp 3&4 luôn làm việc với công suất truyền qua nó S
B
= 64,075 (MVA)
trong cả năm, do đó :
A
B
= 8760.(70 + 310.
2
2
64,075
80
) = 2355259,78 (KWh).

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 20
b. Máy biến áp tự ngẫu :
Có P
NC-T
do đó ta lấy P
NC-H
= P
NT-H
=
2
1
P
NC-T
= 190 KW.

2
.6 + 72,88
2
.2 + 75,995
2
.2 + 73,2
2
.2 + 87,095
2
.2 + 71,654
2
.2
+ 72,495
2
.2 + 76,288
2
.4 = 133113,51 kWh

i
2
Ti
t.S
= 43,621
2
.6 + 40,211
2
.2 + 31,69
2
.2 + 35,098
2

.2 + 32,667
2
.4 = 32438,87 kWh
- Từ đó ta có :
A
TN
= 8760.85 +
2
365
160
(190.133113,51 + 190.36238,2 + 570.32438,87 )
= 1467000,312 kWh.
* Phơng án I có tổng tổn thất điện năng của các máy biến áp trong một năm là :
A
I
= A
B1
+ A
B2
+ A
B3
+ A
B4
= 2 . 2355259,78 + 2 .1467000,312 = 7644520,184 kWh
II. Phơng án II :
a. Máy biến áp ba pha hai dây quấn :
Máy biến áp luôn làm việc với công suất truyền qua nó S
B
= 64,075 MVA trong
cả năm, do đó :

= 190 KW.
P
NC
= 0,5.(380 +
2 2
190 190
0,5 0,5

) = 190 KW

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 21
P
NT
= 0,5.(380 -
2 2
190 190
0,5 0,5
+
) = 190 KW
P
NH
= 0,5.(-380 +
2 2
190 190
0,5 0,5
+
) = 570 KW


2
.2 + 0,349
2
.2 + 3,06
2
.2 + 2,054
2
.2 + 3,06
2
.2
+ 8,174
2
.2 + 11,583
2
.4 = 1655,295 kWh

i
2
Hi
t.S
= 26,46
2
.6 + 32,669
2
.2 + 44,307
2
.2 + 38,103
2
.2 + 57,112
2

1. Phơng án I :
a. Các mạch phía cao áp 220 KV:
- Mạch đờng dây :
I
bt
=
max
174,19
0,229( )
2 3. 2 3.220
HT
dm
S
KA
U
= =
I
cb
= 2.I
bt
= 2.0,229 = 0,458 (KA).
* Máy biến áp liên lạc :
- Cuộn cao của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thờng:
I
bt
=
max
87,095
0,229( ).
3. 3.220

110,115
0,289( )
3. 3.220
C
dm
S
KA
U
= =
I
cb
= max{0,458; 0,289 ; 0,144) = 0,458 (KA).
b. Các mạch phía 110 KV :
* Mạch đờng dây (1 đờng dây kép):
I
bt
=
max
1 1 68,182
. .
2 2
3. 3.110
T
dm
S
U
=
= 0,179 (KA).
I
cb

dm
S
KA
U
= =
Dòng cỡng bức đợc xét trong các trờng hợp sau :
+ khi sự cố máy biến áp bên trung :
I
cb
=
2,054
0,011( )
3. 3.110
T
dm
S
KA
U
= =
+ Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu tại thời điểm S
Tmax
:
I
cb
=
59,969
0,315( )
3. 3.110
T
dm

10,5 KV
Dòng điện
0,458 KA
0,379 KA
3,969 KA
I
cb
(kA)

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 23
II. Phơng án II :
a. Các mạch phía cao áp 220 KV:
- Mạch đờng dây :
I
bt
=
max
174,19
0,229( )
2 3. 2 3.220
HT
dm
S
KA
U
= =
I
cb

U
= =
+ Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu (S
Tmax
):
I
cb
=
46,039
0,121( )
3. 3.220
C
dm
S
KA
U
= =
I
cb
= max{0,458; 0,06 ; 0,121) = 0,458 (KA).
b. Các mạch phía 110 KV :
* Mạch đờng dây (1 đờng dây kép):
I
bt
=
max
1 1 11,583
. . 0,03
2 2
3. 3.110

- Cuộn trung của máy biến áp liên lạc khi làm việc bình thờng :
I
bt
=
max
11,583
0,061( ).
3. 3.110
T
dm
S
KA
U
= =
Dòng cỡng bức đợc xét trong các trờng hợp sau :
+ khi sự cố máy biến áp bên trung :

ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆNVÀ TRẠM BIẾN ÁP
2010
HOÀNG VĂN ĐỒNG Page 24
I
cb
=
34,091
0,179( )
3. 3.110
T
dm
S
KA

S
KA
U
= =
I
cb
= 1,05.I
bt
=1,05. 3,78 = 3,969 (KA).
Tæng hîp kÕt qu¶ ta cã b¶ng sau:
CÊp ®iÖn ¸p
220 KV
110 KV
10,5 KV
Dßng ®iÖn
0,458 KA
0,379 KA
3,969 KA
I
cb
(kA)

N NH MY INV TRM BIN P
2010
HONG VN NG Page 25
Chơng Iii
Tính toán dòng điện ngắn mạch
I - Mục đích :
Mục đích tính toán dòng điện ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện và các
phần tử khi có dòng điện chạy qua, những thiết bị đó phải thoả mãn điều kiện làm

ht
N
S
100
X = = = 0,026
S 3800
- Đờng dây: Nhà máy thiết kế đợc nối với hệ thống bằng một đờng dây kép có
chiều dài L = 97 km ; S
HTmax
= 174,19 MVA
Dòng điện làm việc bình thờng là :
HTmax
vbt
C
S
174,19
I = = 0,229kA
2 3.U 2 3.220
l
=
24
max HTi i
i=0
HTmax
1 365
T = . S .t = (140,16.6 + 145,76.2 + 151,99.4 + 146,4.2 + 174,19.2
S 174,19
+ 143,302.2 + 144,99.2 + 152,575.4)= 7904,818h

Tra bảng với dây nhôm lõi thép và T