TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ SUẤT PHƯƠNG ÁN
NỐI DÂY
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN.
Khi thiết kế phần điện trong nhà máy điện người ta đã định trước số lượng và công suất máy phát
(MF), vậy ta chỉ cần chọn loại MF tương ứng theo đề tài cho trước. Ở đây ta cần chọn MF thủy điện
cho nhà máy Thủy Điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi tổ máy là 60 MW. Máy phát được chọn từ phụ
lục, các thông số ghi theo bảng sau:
Thông số kiểu
S
đm
(MVA)
P
đm
(MW)
U
đm

(kV)
n
đm
(v/ph)
cos ϕ
đm
I
đm
(kA)
X"
d
X'

= 80 MW ; cosϕ = 0,89
→
89,0
80
cos
max
max
==
ϕ
P
S
= 89,88 MVA
Bảng biến thiên phụ tải ở các khoảng thời gian
P% 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
P(M W) 72 72 64 64 72 72 80 72 72 64 64
S(MVA) 80 80 71,11 71,11 80 80 89,89 80 80 71,11 71,11
Nguyễn Thế Vụ Page 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1.2.3.Tính toán phụ tải cấp điện áp cao 220kV
P
max
= 90 MW ; cosϕ = 0,89
→
89,0
90
cos
max
max
==

300
cos
P
S
nm
nm
mnm
=
ϕ
=
= 333,33 MVA
Trong mùa khô ( 185 ngày ) phát 80% công suất
→ Tổng công suất phát của toàn nhà máy trong mùa khô
P
nm(khô)
= 300 x 80% = 240 MW
( )
9,0
240
cos
P
S
nm
nm
khnm
=
ϕ
=
= 266,67 MVA
1.2.5.Tính toán công suất tự dùng của nhà máy

+ S
ut
+ S
uc
+ S
td
)
a) Trong mùa mưa
S
nm
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3

3
149,6
9
150,52
159,4
1
170,34
b) Trong mùa khô
S
nm
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7

Nhận xét :
* Phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5kV :
- Phụ tải cực đại : S
dp
max
= 8,24 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
dp
min
= 5,76 MVA
Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm 2 lộ kép và 2 lộ đơn .
* Phụ tải cấp điện áp trung 110kV :
- Phụ tải cực đại : S
ut
max
= 89,89 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
ut
min
= 71,11 MVA
Phụ tải cấp điện áp trung gồm 2 lộ kép .
* Phụ tải cấp điện áp cao 220kV :
Nguyễn Thế Vụ Page 7
Bảng phân bố công suất mùa mưa
0
50
100
150
200
250

max
= 101,12 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
uc
min
= 80,9 MVA
Phụ tải cấp điện áp cao gồm 1 lộ đơn .
* Công suất phát về hệ thống :
- Công suất cực đại : S
ht mưa
max
= 171,17 MVA , S
ht khô
max
= 104,51 MVA
- Công suất cực tiểu : S
ht mưa
min
= 140,63 MVA , S
ht khô
min
= 73,75 MVA
* Công suất phát của toàn nhà máy
- Công suất phát của toàn nhà máy mùa mưa : S
nm(mưa)
= 333,33 MVA
- Công suất phát của toàn nhà máy mùa khô : S
nm(kh)
= 266,67 MVA
Như vậy công suất phát lớn nhất của toàn nhà máy chiếm khoảng

Do công suất của máy phát lớn và có U
dm
= 10,5 kV nên ta dùng một bộ máy phát với máy biến áp để
đưa công suất lên thanh góp.
Nguyễn Thế Vụ Page 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
1.3.2.Đề xuất các phương án nối điện
Phương án 1:

Phương án 2 :

Nguyễn Thế Vụ Page 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A .Phương án 1

2.1.a.Chọn Máy Biến Áp
Chọn MBA 2 cuộn dây B3
Máy biến áp hai dây quấn B3

được chọn theo điều kiện:
B dm Fdm
S S≥
3
Máy phát F5 có công suất phát định mức:
F dm Fdm
S S
3
= =

= ≥
Trong đó :
220 110
0,5
110
C T
C
U U
U
α
−
−
= = =
Do đó :
B dm B dm
S S
α
, ,= ≥ × × =
1 2
1
2 66 67 266 68
(MVA)
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha B1, B2:
→ Chọn MBA ATДЦTH có S
đmB
= 300 MVA có các thông số:
Tham Số S
đm
(MVA)
U (kV) P

ax
1 1
0,8 0,8 66,7 4,39 52,48( )
5 5
kho kho m
b dmF td
S S S MVA
= × − × = × − × =
Đối với máy biến áp tự ngẫu B1 và B2
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( ) ( )
CC vht UC b
S t S t S t S= + −
 
 
1
2
- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( )
CT UT b
S t S t S= −
 
 
1
2
Nguyễn Thế Vụ Page 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được tính theo biểu thức sau:

Các máy biến áp liên lạc B1 và B2
+)Quá tải bình thường
Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây ta thấy công suất cuộn cao là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá
tải bình thường là:
cc bt TNdm
S k S≤ ×
Có : S
ccmax
= 125,62 (MVA)
Hệ số quá tải bình thường:
Nguyễn Thế Vụ Page 12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
bt TNdm
k S⇒ × =
1,3.300 = 390(MVA)>125,62
Nên khi làm việc bình thường máy biến áp không bị quá tải
+)Quá tải sự cố
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp nối bộ B3

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:

UT
qt TNdm UT TNdm
qt
S
k S S S
k
α
α
max

UT
= × = × =
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 2 1 2
66,7 8,24 4,39 60,82( ).
2 5 2 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − × − = − × − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
60,82 – 44,95 = 15,87 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là
S
thiếu
=
( )
( ) ( ) ( )
max max
2 140,63 91,01 65,82 2 15,87 134,08
UT UT
vht UC b CC
S S S S+ − + × = + − + × =
(MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (171,17 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
Nguyễn Thế Vụ Page 13

< S
dmTN
= 300MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả 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
= S
UTmax
- S
b
= 24,07(MVA)
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
2 2
66,7 8,24 4,39 50,70( ).
5 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − − = − − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
56,70 – 24,07 = 32,63 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là :
S
thiếu

   
 
× + ×
 ÷  ÷
 
   
 
Trong đó:
0
P∆
: tổn thất không tải của máy biến áp, kW

N
P∆
: tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

b
S
: công suất của bộ máy biến áp – máy phát, kVA

Bdm
S
: công suất định mức của máy biến áp, kVA
Thay số ta có:

B
B
A
A kWh
∆

i i i
dmB dmB dmB
S S S
A P
S S S
S S S
S S S
∆ = ×∆ + × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
+ × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
∑
∑
Trong đó:
C
N
P
∆
,
T
N
P
∆
,
H
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ

CT
N

i
Hkhô
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa khô.
α : hệ số có lợi, α = 0,5
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
C H T H
C C T
N N
N N
C
N
P P
P P
P kW
α α
∆ ∆
∆ ∆
∆
,
,
, ,
− −
−
 
= × + −
 ÷
 
 
= × + − =

= × − +
 ÷
 
 
= × + − =
 ÷
 
2 2
2 2
0 5
312 312
0 5 624 280
0 5 0 5
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn hạ
C H T H
C C T
N N
N N
C
N
P P
P P
P kW
α α
∆ ∆
∆ ∆
∆
,
,
, ,

= 46804,7
- Từ đó ta có :
∆A
TN
= 365.24.85 +
2
365
160
(280.63377,59 + 280.2074,717 + 750.46804,7) =
= 1302289 (KWh).
Phương 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
=2 .1302289 + 3343224 = 5947802 (KWh).
2.2.a.Tính Dòng Điện Cưỡng Bức Của Các Mạch
Nguyễn Thế Vụ Page 16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Các mạch phía điện áp cao 220kV
*)Đường dây nối với hệ thống:
m
VHT
cb
C

( )
,
,⇒ = = = =
× × ×
2
2
101 12
0 144
3 3 3 230
+Trong chế độ sự cố:
Khi sự cố máy biến áp bên trung :
I
cb
=
15,87
0,0377( )
3 3 230
C
dm
S
KA
U
= =
× ×
Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu .
I
cb
=
32,63
0,0753( )

= = × =
× × × ×
3
40
2 0 159
3 2 3 110 0 89
*) Bộ máy phát – máy biến áp B3:
Fdm
cb
T
S
I kA
U
( )
,
, , ,= × = × =
× ×
4
66 7
1 05 1 05 0 413
3 3 110
*) Trung áp máy biến áp liên lạc:
(5)
3
cbT
cb
T
S
I
U

5
2,9104 MVA
Do đó
cb
T
S
I kA
U
( )
( )
,
,= = =
× ×
5
5
36 5169
0 174
3 3 121
Vậy dòng làm việc cưỡng bức phía 110kV là:
T
cb cb cb cb
I max I I I
( ) ( ) ( )
{ , , }= =
3 4 5
0,413 kA
Các mạch phía điện áp máy phát 10,5kV
*)Mạch máy phát:
F dm
cb

1 5
0 16
3 3 10 5 0 85
+ Đường dây kép
cb
T
S
I kA
U
( )
max
,
, ,
= = × =
× × × ×
8
2
2 0 26
3 2 3 10 5 0 85
Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp máy phát là:
F
cb cb cb
I max I I
( ) ( )
{ , }= =
7 8
4,33kA
Nguyễn Thế Vụ Page 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
B .Phương án 2

N
% I
o
%
TДЦ 80 121 10,5 70 310 10,5 0,55
Chọn MBA 2 cuộn dây B1
Máy biến áp hai dây quấn B1

được chọn theo điều kiện:
B dm Fdm
S S≥
3
Máy phát F1 có công suất phát định mức:
Fdm F dm F dm
S S S= + =
1 2
133,4(MVA)
Do đó ta có thể chọn được MBA B1 có các thông số kĩ thuật:
Nguyễn Thế Vụ Page 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
→ Chọn MBA TPДЦH có S
đmB
= 160 MVA có các thông số
Loại MBA S
đm
( MVA) U
C
( kV) U
H
( kV) ΔP

B dm B dm
S S
α
, ,= ≥ × =
1 2
1
66 67 133 4
(MVA)
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha B1, B2:
→ Chọn MBA ATДЦTH có S
đmB
= 160 MVA có các thông số
Tham Số S
đm
(MVA)
U (kV) P
0
(Kw)
P
n
(kW) U
n
%
I
0
%
Mã Hiệu
C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H
ATДЦTH 160 230 121 11 100 380 - - 11 32 20 0,5
2.2.b. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

Do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
Mùa mưa:

ax
2 2
160 4,39 159,122( )
5 5
mua mua m
b dmF td
S S S MVA
= − × = − × =
Mùa khô:

ax
2 2
0,8 0,8 160 4,39 127,298( )
5 5
kho kho m
b dmF td
S S S MVA
= × − × = × − × =
Đối với máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( ) ( )
CC vht UC b
S t S t S t S= + −
 
 
1

CC
35,37 35,37 39,81 40,23 35,78 35,37 30,01 34,54 34,96 39,40 39,81
S
CT
13,76 13,76 9,32 9,32 13,76 13,76 18,71 13,76 13,76 9,32 9,32
S
CH
49,13 49,13 49,13 49,55 49,54 49,13 48,72 48,30 48,72 48,72 49,13
Kiểm Tra Quá Tải Các MBA
Máy biến áp nội bộ B4 ,B1
Vì máy biến áp này đã được chọn lớn hơn công suất định mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 -
24h luôn cho 2 bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng như đã trình bày trong phần trước, nên đối với máy
biến áp B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.
Các máy biến áp liên lạc B2 và B3
+)Quá tải bình thường
Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây ta thấy công suất cuộn cao là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá
tải bình thường là:
cc bt TNdm
S k S≤ ×
Có : S
ccmax
= 60,22
Hệ số quá tải bình thường:
bt TNdm
k S⇒ =
1,3.160=208MVA>60,22
Nên khi làm việc bình thường máy biến áp không bị quá tải
+)Quá tải sự cố
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp nối bộ B4
Nguyễn Thế Vụ Page 22

dmTN
= 160MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả 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:

( )
ax
T
1 1
S S 89,89 44,945 MVA
2 2
m
UT
= × = × =
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 1 1 1
66,7 8,24 4,39 61,702( ).
2 5 2 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − × − × = − × − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
61,702 – 44,945 = 16,757 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là

×

TNdm
S
, ,
,
, ,
−
⇒ ≥ =
×
89 89 65 82
4 1557
1 4 0 5
< S
dmTN
= 160MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả 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
= S
UTmax
- S
b
= 2,9104(MVA)
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 1 1 1

+ ∆P
N
×
2 2
4320 4440
mua kho
b b
dmB dmB
S S
S S
 
   
 
× + ×
 ÷  ÷
 
   
 
Trong đó:
0
P∆
: tổn thất không tải của máy biến áp, kW

N
P∆
: tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

b
S
: công suất của bộ máy biến áp – máy phát, kVA

= 8760 × 140 + 525 ×
159,122 127, 298
2 2
( ) 4320 ( ) 4440
160 160
 
× + ×
 
 

=3764762,248 kWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:
C 2 T 2 H 2
0 N N N i
C 2 T 2 H 2
N N N i
8760 180 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
185 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
Cmua Tmua Hmua
i i i
dmB dmB dmB
Ckho Tkho Hkho
i i i
dmB dmB dmB
S S S
A P
S S S
S S S
S S S

,
TH
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch cao- trung, cao – hạ, trung – hạ.
S
i
Cmua
, S
i
Tmua
, S
i
Hmua
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa mưa
S
i
Ckhô
, S
i
Tkhô
, S
i
Hkhô
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa khô.
α : hệ số có lợi, α = 0,5
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
Nguyễn Thế Vụ Page 25