Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
Nhiệm vụ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên : Đoàn Ngọc Tuyên
Lớp : Đ2- H3 Ngành: Hệ Thống Điện
Cán bộ hướng dẫn : Th.S Đặng Thành Trung
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO
NGẮN HẠN PHỤ TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC
PHẦN I. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
Nhà máy điện kiểu: TĐ gồm 4 tổ máy x100MW
Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây:
1. Phụ tải địa phương cấp điện áp 22KV: P
max
=14 MW, cos φ=0,85.
Gồm 2 kép x 5 MW x 4Km và 1 đơn x 4MW x4Km.
Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộvới
I
cắt
=21KA và t
cắt
=0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm
2
.
2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV: P
max
=140MW, cos φ=0,86.
Gồm 1 kép x 60MW và 2 đơn x 40MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P
max


PGS.TS.PHẠM VĂN HÒA Th.S.ĐẶNG THÀNH TRUNG
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3

Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các
nước trên thế giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện
lực cũng như các quốc gia những khó khăn lớn. Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong
công nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp
điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với mỗi quốc gia.
Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác
nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng
mà còn là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học
xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được
giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:
Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện, gồm 4 tổ máy với công
suất mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung
áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép
dài 120 Km.
Phần II: Ứng dụng mạng Norton nhân tạo trong dự báo ngắn hạn phụ tải điện
Miền Bắc.
Em xin chân thành cám ơn: các thầy, cô giáo Trường đại học Điện Lực đã
trang bị kiến thức cho em trong quá trình học tập và các bạn trong nhóm đã cùng em
xây dựng phần mềm trong phần 2 của đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo trực tiếp hướng
dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là Th.S Đặng Thành Trung.
Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi
những thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô trong
hội đồng chấm thi để em rút kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu.

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3

Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐÔNG PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Phần I
Bảng 1.1. Bảng thông số kỹ thuật của máy phát điện
Bảng 1.2. Bảng biến thiên công suất
Bảng 1.3. Công suất phụ tải toàn nhà máy
Bảng 1.4. Công suất phụ tải địa phương
Bảng 1.5. Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp
Bảng 1.6. Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp
Bảng 1.7. Công suất phát về hệ thống mùa mưa
Bảng 1.8. Công suất phát về hệ thống mùa khô
Bảng 1.9. Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày
Bảng 2.1.A. Phân bố công suất cho MBA liên lạc
Bảng 2.2.A. Thông số MBA 2 cuộn dây
Bảng 2.3.A. Bảng thông số MBA tự ngẫu B2,B3
Bảng 2.4.A. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án A
Bảng 2.1.B. Phân bố công suất cho MBA liên lạc
Bảng 2.2.B. Thông số MBA 2 cuộn dây
Bảng 2.3.B. Bảng thông số MBA tự ngẫu
Bảng 2.4.B. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án B
Bảng 3.1.A. Dòng ngắn mạch phương án A
Bảng 3.1.B. Dòng ngắn mạch phương án B
Bảng 4.1. Thông số máy cắt phương án A
Bảng 4.2. Thông số máy cắt phương án B
Bảng 4.3. Thông số dao cách ly phương án A
Bảng 4.4. Thông số dao cách ly phương án B
Bảng 4.5. Chi phí tính toán của 2 phương án
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3

Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
Bảng 5.1. Thông số của thanh dẫn cứng
Bảng 5.2. Thông số của thanh dẫn mềm

2
Hình 3.4.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch N
3
Hình 3.5.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch N
3
’
Hình 3.1.B. Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án B
Hình 3.2.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1
Hình 3.3.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N2
Hình 3.4.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3
Hình 3.5.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3’
Hình 5.1. Thanh dẫn hình máng
Hình 5.2. Sứ đỡ cho thanh dẫn cứng
Hình 5.3. Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương
Hình 5.4. Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch 13,8 kV
Hình 6.1. Sơ đồ nối điện tự dùng
PHẦN II
Bảng 1.1. Bảng các hàm kích hoạt
Bảng 3.1. Bảng sai số trung bình khi thay đổi các hàm kích hoạt
Bảng 3.2. Bảng kết quả dự báo theo thuật toán đào tạo
Bảng 3.3. Bảng kết quả dự báo 24h
Hình 1.1. Mô hình một Nơ ron nhân tạo
Hình 1.2. Phân loại mạng nơron
Hình 1.3. Kiến trúc mạng Nơ ron một lớp
Hình 1.4. Kiến trúc mạng Nơ ron đa lớp
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3

Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
Hình 1.5. Kiến trúc truyền thẳng kinh điển
Hình 1.6. Kiến trúc mạng hồi quy

đm
(MVA)
P
đm
(MW)
U
đm
(kV)
N
đm
(v/ph)
cosφ X
d
” X
d
’
CB-835/180-36 111 100 13,8 166,7 0,9 0,22 0,30
1.2. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Bảng 1.2. Bảng biến thiên công suất
Giờ
0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
CS
ĐP
80 80 80 80 90 90 100 100 100 90 90
CS U
T
90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
CS U
C
90 90 80 80 90 90 90 90 100 90 80

S
TNM
mưa 444
khô 355,2
Hình1.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
1.2.2. Phụ tải tự dùng của nhà máy
Phần tự dùng của nhà máy Thủy điện gồm phần tự dùng chung và phần tự dùng
riêng cho từng tổ máy; trong đó phần tự dùng chung chiếm đa phần công suất tự dùng
của toàn nhà máy, do vậy công suất tự dùng cho toàn nhà máy Thủy điện coi như
không đổi theo thời gian và được xác định theo công thức:
S
td
=
.
%
.
100 os
dmF
td
n P
c
α
ϕ
=
1 4.100
.
100 0,85
4,706 (MVA)
Trong đó : S
TD

: công suất max của phụ tải; Cos φ: hệ số công suất.
P%(t): phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.
1) Phụ tải địa phương
Áp dụng công thức (1.2.3) phụ tải cấp địa phương trong khoảng thời gian 0-10
giờ với số liệu đã cho: P
Max
=14(MW);Cos φ=0,85 ta có:
( )
14.80
(0 10) . % 13,176( )
cos 0,85.100
Max
P
S P t MVA
ϕ
− = = =

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau:
Bảng 1.4. Công suất phụ tải địa phương
Giờ
0-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
P %
80 90 90 100 100 100 90 90
P
Max
14
Cos φ 0,85
S
ĐP
(t)

Max
P
S P t MVA
ϕ
− = = =

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau:
Bảng 1.5. Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp
Giờ 0-6 6-10 10-14 14-16 16-18 18-20 20-24
P% 90 80 90 100 90 90 80
P
Max
140
Cos φ 0,86
S
UT
(t)(MVA) 146,51
2
130.23
3
156,51
2
162,79
1
146,51
2
146,51
2
130,23
3

0,85
S
UC
(t)(MVA) 74,118 65,882 74,118 74,118 82,353 74,118 65,882
Hình 1.4. Đồ thị phụ tải cao áp
1.2.4. Công suất phát về hệ thống
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm công suất phát bằng
công suất thu, không xét đến tổn thất công suất trong máy biến áp ta có:
Như vậy phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy là:
S
TNM
(t) = S
ĐP
(t) + S
UT
(t) +S
UC
(t) + S
VHT
(t) + S
TD
(t)
Từ phương trình trên ta có phụ tải về hệ thống theo thời gian là:
S
VHT
(t) = S
TNM
(t)– [S
ĐP
(t) + S

0-6 6-10
10-14
14-16
16-18
18-20
20-22
22-24
S
TNM
444
S
ĐP
13,176 13,176 14,824 16,471 16,471 16,471 14,824 14,824
S
UT
146,51
2
130,23
3
146,51
2
162,79
1
146,51
2
146,512
13,233
130,233
S
UC

Hình 1.5. Đồ thị phụ tải phát về hệ thống về mùa mưa
Bảng 1.8. Công suất phát về hệ thống mùa khô
Giờ
0-6 6-10 10-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
S
TNM
355,2
S
ĐP
13,176 13,176 14,824 16,471 16,471 16,471 14,824 14,824
S
UT
146,51
2
130,23
3
146,51
2
162,79
1
146,51
2
146,512 13,233 130,233
S
UC
74,118 65,882 74,118 74,118 74,118 82,353 74,118 65,882
S
TD
4,706
S

(t)
13,176 13,176 13,176 13,176 14,824 14,824 16,471 16,471 16,471 14,824 14,824
S
UT
(t)
146,512 146,512 130,233
130,23
3
146,51
2
146,512 162,791
146,51
2
146,51
2
130,233 130,233
S
UC
(t)
74,118 74,118 65,882 65,882 74,118 74,118 74,118 74,118 82,353 74,118 65,882
S
TD
4,706
S
VHT
(t)
Mư
a
205,48
8

295,88
5
295,885 277,959 277,959
260,03
3
276,312 276,312
294,23
8
294,238
Khô
190,80
6
190,80
6
207,08
5
207,085 189,159 189,159
171,23
3
187,512 187,512
205,43
8
205,438
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3
19
Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
Hình 1.7. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô
Bảng 1.8. Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày
Công suất Max Min
S

M
ĐP
dmF
S
S×
≤ 15%
Theo tính toán phần trên ta có được:
ax
16,471( )
M
ĐP
S MVA
=
111( )
ĐmF
S MVA
=
Thay số liệu vào ta có:
ax
0
0
100
2
M
ĐP
ĐmF
S
S
×
×

= = =
• Lưới điện áp phía trung, phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất.
Kết luận: Dùng MBA tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải làm MBA liên lạc.
3) Chọn số lượng bộ MF-MBA 2 cuộn dây?
Theo phần trên ta có :
ax
162,791
130,233
M
UT
Min
UT
S
S
=
=1,25 (MVA)
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3
21
Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
Mà:
dmF
S
=111(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2
bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung. Do công suất phía trung
tương đối lớn nên ta phải lấy điện từ các máy phát ghép bộ và phía trung của tự ngẫu.
1.3.2. Đề suất các phương án nối dây
1) Phương án A.

Phương án A có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung
cấp điện cho phụ tải 110kV và 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp

SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3
23
Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
Nhận xét: Qua 4 phương án ta thấy: phương án A và B đơn giản và kinh tế hơn so với
phương án C và D. Mặt khác đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, an toàn, tin cậy cho
các phụ tải và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phương án A và B để
tính toán cho các phần sau.
Chương 2
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A. PHƯƠNG ÁN A
2.1.A. CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1.1a. Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây.
Công suất các máy mang tải bằng phẳng suốt 24h và được tính theo công thức:
Áp dụng công thức 2.1-Tr21-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3
24
Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện
S
bộ
=
max
mF
1
S .
đ TD
S
n
−
Mùa mưa :

0,8.S .
đ TD
S
n
−
= 0,8.111 -
1
4
.4,706 = 87,624 (MVA)
2) MBA liên lạc:
Theo nguyên tắc cân bằng công suất ta phân bố công suất như sau :
(Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp)
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
CT UT bo
CC UC bo
CH CC CT
1
S t = × S t -S
2
1
S t = × S t +S (t)-S
2
S t =S t +S t
VHT

 
 


khô
51,591 59,731 50,768 50,768 41,805 49,944 49,944 58,907
S
CC
(t)
mưa
103,236 103,236
102,41
2 102,412 101,589 101,589 101,589 102,412
khô
81,036 81,036 80,212 80,212 79,389 79,389 79,389 80,212
2.1.2a. Chọn loại và công suất định mức của MBA.
1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây:
SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3
25