Page | 1
Đỗ Văn Quân
LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận. Tuy nhiên,
nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang
ngày càng trở nên khan hiếm và trở thành vấn đề cấp bách của toàn Thế giới.
Đó là bởi vì để có năng lượng hữu ích dùng ở các hộ tiêu thụ, năng lượng sơ
cấp cần phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác, chế biến, vận chuyển,
phân phối,… Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí về tài chính, kỹ thuật
cũng như các ràng buộc xã hội khác. Hiệu suất biến đổi từ nguồn năng lượng
sơ cấp đến năng lượng cuối cùng nói chung là còn thấp.Vì vậy đề ra việc lựa
chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi từ nguồn năng lượng sơ cấp đến
năng lượng cuối cùng để đạt hiệu quả kinh tế cao là một nhu cầu và cũng là
nhiệm vụ của con người.
Điện năng là một dạng năng lượng không tái tạo. Hệ thống điện là một phần
của Hệ thống năng lượng nói chung, bao gồm từ các nhà máy điện, mạng
điện, đến các hộ tiêu thụ điện, trong đó các nhà máy điện có nhiệm vụ biến
đổi các dạng năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thủy năng, năng
lượng Mặt trời,… thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng
được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỷ
trọng lớn như ở những năm 80 của Thế kỷ trước. Tuy nhiên, với thế mạnh về
1
Page | 2
Đỗ Văn Quân
nguồn nhiên liệu như ở nước ta, tính chất phủ phụ tải đáy của nhà máy nhiệt
điện… thì việc hiện đại hóa và xây mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là
một nhu cầu lớn đối với giai đoạn phát triển hiện nay.
Vì vậy, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành
tối ưu của nhà máy điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá
toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện trước
khi xâm nhập vào thực tế công việc.

=
5.62
8.0
50
cos
==
ϕ
đmF
P
MVA.

Chọn các máy phát điện tua-bin hơi cùng loại, điện áp định mức 10.5 kV.Tra
Phụ lục II, trang 99, sách “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp”(Nguyễn
3
Page | 4
Đỗ Văn Quân
Hữu Khái, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004). Chọn 4 máy phát điện loại
TBФ-50-3600 do CHLB Nga chế tạo, các tham số chính của máy phát được
tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 1.1. Các tham số chính của máy phát điện
Các thông số ở chế độ định mức Điện kháng tương đối
n,
v/ph
S,
MVA
P,
M
W
U,
kV

22
8.0
6.17
cos
max
==
ϕ
UF
P
MVA.
Áp dụng các công thức:

max
100
)%(
)( P
tP
tP =
, MW

ϕ
cos
)(
)(
tP
tS =
, MVA
4
Page | 5
Đỗ Văn Quân

8.0
85
cos
max
==
ϕ
UT
P
MVA
Tính toán tương tự như với cấp điện áp máy phát. Các số liệu tính toán được
cho trong bảng sau.
Bảng 1.3. Công suất phụ tải cấp điện áp trung
Thời gian, (h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24
Công
suất
P, (%) 80 90 80 100 75
P, (MW) 68 76.5 68 85 63.75
S, (MVA) 85 95.625 85 106.25 79.6875
Hình 1.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung
6
Page | 7
Vn Quõn
1.2.3. Tớnh toỏn cụng sut phỏt ca nh mỏy in
Nh mỏy gm 4 mỏy phỏt, mi mỏy cú cụng sut nh mc P
Fm
= 50 MW.
Cụng sut t ca ton nh mỏy l:
P
NMmax
= 4

cos
max
==

NM
P
MVA
Từ bảng số liệu biến thiên phụ tải toàn nhà máy, áp dụng công thức trên tính
cho từng khoảng thời gian ta có bảng biến thiên công suất phát của nhà máy.
Bng 1.4. Cụng sut phỏt ca nh mỏy
Thi gian, (h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
Cụng
sut
P, (%)
70 85 95 100 75
P, (MW)
140 170 190 200 150
S, (MVA) 175 212.5 237.5 250 187.5
7
Page | 8
Vn Quõn
Hỡnh 1.3. th ph ti ton nh mỏy
1.2.4. Tớnh toỏn cụng sut t dựng ca nh mỏy
Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện thiết kế chiếm 8% công suất định mức của
nhà máy.
Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm đợc xác định theo công thức
sau:
S
td
(t) =

biến thiên công suất tự dùng và đồ thị phụ tải tự dùng.
Bng 1.5. Cụng sut t dựng ca nh mỏy
Thi gian, (h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
Cụng
sut
S
NM
(t) , (%)
70 85 95 100 75
S
NM
(t) , (MVA) 175 212.5 237.5 250 187.5
S
td
(t) , (MVA) 16.4 18.2 19.4 20 17
Hỡnh 1.4. th ph ti t dựng ca nh mỏy
1.2.5. Cụng sut phỏt v h thng in.
Công suất của nhà máy phát về hệ thống tại thời điểm t đợc tính theo công
thức:
S
VHT
(t) = S
NM
(t) [S
td
(t) + S
UF
(t) + S
UT
(t)]

106.2
5 79.6875 79.6875
S
td
(t),
(MVA) 16.4 16.4 16.4 18.2 18.2 19.4 20 20 17
S
VHT
(t),
( MVA
)
58.
2 47.575 45.375
81.07
5 87.3 111.1
105.0
5
136.012
5 76.5125
10
Page | 11
Đỗ Văn Quân
S (t)
S (t)
S (t)
S (t)
S (t)
Hình 1.5. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
NHẬN XÉT:
• Phụ tải cấp điện áp maý phát và tự dùng khá nhỏ (S

hệ thống.
12
Page | 13
Đỗ Văn Quân
13
Page | 14
Đỗ Văn Quân
CHƯƠNG II
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY
2.1. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
Đây là một khâu quan trọng trong thiết kế nhà máy. Các phương án phải
đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải, đồng thời thể hiện được
tính khả thi và có hiệu quả kinh tế cao.
Theo kết quả tính toán chương I
Phụ tải cấp điện áp máy phát : S
UFmax
= 22 MVA.
S
UFmin
= 14.3 MVA.
Phụ tải trung áp: S
UTmax
= 106.25 MVA.
14
Page | 15
Đỗ Văn Quân
S
UTmin
= 79.6875 MVA.
Phụ tải phát về hệ thống : S

Fđm
.
Vì vậy phải có thanh góp cấp điện áp máy phát (TG U
F
).
 S
UFmax
= 22 MVA, S
td1MF
=
55.62
100
8
100
8
==
dmF
S
MVA.
Nếu ghép 2 máy phát vào thanh góp U
F
:
Công suất tự dùng cực đại của 2 máy phát là 10 MVA → công suất yêu
cầu trên thanh góp U
F
là 22+10= 32 MVA.
Nếu ghép 3 máy phát vào thanh góp U
F
:
Công suất tự dùng cực đại của 3 máy phát là 15MVA → công suất

= = =
.
Vậy nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp.
 Phụ tải cấp điện áp trung: S
UTmax
= 106.25 MVA.
S
UTmin
= 79.6875 MVA.
Công suất định mức của 1 máy phát : S
Fđm
= 62.5 MVA
→ Có thể ghép 1- 2 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây lên thanh góp
110 kV và cho các máy phát này vận hành bằng phẳng.
 Công suất phát về hệ thống : S
VHTmax
= 136.0125 MVA.
S
VHTmin
= 45.375 MVA.
→ Có thể ghép 2-3 máy phát lên thanh góp cao áp.
 Dự trữ công suất hệ thống: S
dt
HT
= 15%
×
2400= 360 MVA.
16
Page | 17
Đỗ Văn Quân


2.1.2. Phương án 2
HTĐ
Trong phương án này dùng 1 bộ máy phát - máy biến áp 2 cuộn dây cấp
điện cho thanh góp 110 kV, 3 máy phát còn lại được nối với thanh góp U
F
.
Để hạn chế dòng ngắn mạch lớn sử dụng 2 kháng điện nối các phân đoạn
của thanh góp cấp điện áp máy phát. Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc
giữa các cấp điện áp và phát điện lên hệ thống.
18
Page | 19
Đỗ Văn Quân
Ưu điểm của phương án này là số lượng máy biến áp và các thiết bị
điện cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư. Máy biến áp tự ngẫu vừa làm
nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp vừa làm nhiệm vụ tải công suất của
các máy phát tương ứng lên các cấp điện áp cao và trung nên giảm được tổn
thất điện năng làm giảm chi phí vận hành. Máy phát cấp điện cho phụ tải cấp
điện áp trung vận hành bằng phẳng, công suất truyền qua cuộn trung của
máy biến áp liên lạc khá ít.
Nhược điểm của phương án này là khi có ngắn mạch trên thanh góp
U
F
thì dòng ngắn mạch khá lớn, khi hỏng 1 máy biến áp liên lạc thì máy còn
lại với khả năng quá tải phải tải công suất tương đối lớn nên phải chọn máy
biến áp tự ngẫu có dung lượng lớn.

2.1.2. Phương án 3
HTĐ
Hình 2.3. Sơ đồ nối điện phương án 3

phương án trên.
Từ phân tích sơ bộ các ưu nhược điểm của các phương án đã đề xuất, nhận
thấy các phương án 1, 2 có nhiều ưu việt hơn hẳn các phương án còn lại nên
sử dụng các phương án 1 và 2 để tính toán cụ thể nhằm lựa chọn phương án
tối ưu.
21
Page | 22
Đỗ Văn Quân
2.2. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
Để tiết kiệm chi phí đầu tư, các máy biến áp nối bộ máy phát -máy biến áp
không cần phải dùng loại có điều áp dưới tải vì các máy phát này vận hành
bằng phẳng, khi cần điều chỉnh điện áp chỉ cần điều chỉnh dòng kích từ của
máy phát nối bộ là đủ.
Các máy biến áp tự ngẫu dùng làm liên lạc là loại có điều áp dưới tải vì phụ
tải của chúng thay đổi gồ ghề, trong các chế độ vận hành khác nhau phụ tải
thay đổi nhiều nên nêú chỉ điều chỉnh dòng kích từ của máy phát thì vẫn
không đảm bảo được chất lượng điện năng.
2.2.1. Chọn máy biến áp cho phương án 1
1. Chän m¸y biÕn ¸p nèi bé ba pha hai d©y quÊn
Sơ đồ:
HTĐ
22
Page | 23
Đỗ Văn Quân
Hình 2.5. Các máy biến áp cho phương án 1
§èi víi m¸y biÕn ¸p ghÐp bé th× ®iÒu kiÖn chän m¸y biÕn ¸p lµ:
S
B®m
≥ S
F®m

S
thừa
= 2.S
Fđm
– (S
UFmin
+
m
td
S
2
max
)
S
Fđm
: là công suất định mức của máy phát
S
UFmin
: công suất của phụ tải điện áp máy phát trong chế độ cực tiểu.

m
td
S
2
max
: công suất tự dùng cực đại của 2 máy phát.
23
Page | 24
Đỗ Văn Quân
Ta có: S

TNđm
= 125 MVA. Các thông số
kỹ thuật chính của các máy biến áp được tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 2.1. Các thông số cơ bản của các máy biến áp cho phương án 1
CÊp
®iÖn
¸p,
kV
Lo¹i
S
®m
MVA
§iÖn ¸p cuén
d©y, kV
Tæn thÊt c«ng suÊt,
kW
U
N
%
I
o
%
Gi¸,
10
3
R
C T H
P
o
P

) = 158.2 MVA

1 1
158.2 158.2
2 2 0.5
th a
S
α
= × =
×
u
MVA.
Chọn 2 máy biến áp tự ngẫu có công suất S
TNđm
= 160 MVA. Các thông số
kỹ thuật chính của máy biến áp tự ngẫu được tổng hợp trong bảng sau.
Bảng 2.2. Các thông số cơ bản của các máy biến áp cho phương án 2
25