Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 4
Phần I. Tính toán thiết kế nhà máy điện 6
1. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 6
1.1.Chọn máy phát điện: 6
1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 7
1.2.1. Tính toán phụ tải địa phơng 10,5 (KV) 7
1.2.2. Cấp điện áp trung áp (110KV) 8
1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy 9
1.2.4. Tự dùng của nhà máy điện 9
1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống.10
1.3.Chọn các phơng án nối dây 13
2. Tính toán chọn máy biến áp 19
2.1. Phơng án 1 19
2.1.1. Chọn máy biến áp 20
2.1.2. Phân bố tải cho các máy biến áp 20
2.1.3. Kiểm tra khả năng mang tải của máy biến áp 21
2.1.4. Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA 25
2.2. Phơng án 2 : 28
2.2.1. Chọn máy biến áp 28
2.2.2. Phân bố tải cho các MBA 29
2.2.3. Kiểm tra khả năng mang tải của MBA 29
2.2.4. Tính tổn thất điện năng trong các MBA 34
3. Tính toán dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị của sơ đồ nối
điện chính các phơng án 37
3.1.mục đích Tính toán ngắn mạch 37
3.2 Phơng án 1: 37

4.2.1. Tính vốn đầu t của phơng án : 77
4.2.2. Tính phí tổn vận hành hàng năm : 78
4.2.3. Chi phí tính toán hàng năm sẽ là: 78
5. Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn, thanh góp 80
5.1. Chọn máy cắt điện và dao cách ly 80
5.2. Chọn thanh dẫn cứng 82
5.2.1. Chọn tiết diện: 82
5.2.2. Kiểm tra ổn định động 83
5.3. Chọn sứ cách điện 86
5.4. Chọn dây dẫn và thanh góp mềm 86
5.4.1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm 87
5.4.2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 88
5.4.3. Kiểm tra điều kiện vầng quang 92
5.5. Chọn biến điện áp và biến dòng điện : 93
5.5.1. Chọn cấp điện áp 220 kV : 93
5.5.2. Cấp điện áp 110KV : 93
5.5.3. Mạch máy phát 94
5.6. Chọn cáp, kháng và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phơng 98
5.6.1. Chọn cáp cho phụ tải địa phơng 98
5.6.2. Chọn kháng điện: 100
5.6.3. Kiểm tra máy cắt hợp bộ 107
5.7. Chọn chống sét van 107
5.7.1. Chọn chống sét van cho thanh góp 108
5.7.2. Chọn chống sét van cho máy biến áp 108
6. Chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng 111
6.1. Chọn máy biến áp tự dùng: 112
6.1.1. Chọn máy biến áp cấp 1: 112
Trang 2
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp

công đoạn kể từ nguồn năng lợng sơ cấp đến năng lợng cuối nói chung là
thấp . Vì vậy đề ra , lựa chọn và thực hiện các phơng pháp biến đổi năng lợng,
từ nguồn năng lợng sơ cấp đến năng lợng cuối để đạt hiệu quả cao nhất là một
nhu cầu và cũng là nhiệm vụ của con ngời.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lợng , bao gồm các nhà
máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện . Trong đó các nhà máy điện có
nhiệm vụ biến đổi nguồn năng lợng sơ cấp nh than , dầu, khí đốt, thủy năng
thành điện năng . Hiện nay ở nớc ta lợng điện năng đợc sản xuất hàng năm bởi
các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỉ trọng lớn nh thập kỷ 80. Tuy nhiên
với thế mạnh về nguồn nguyên nhiên liệu ở nớc ta , tính chất phụ tải đáy của
nhà máy nhiệt điện thì việc củng cố và xây dựng mới các nhà máy nhiệt
điện vẫn đanglà một nhu cầu đối với giai đoạn phát triển hiện nay. Trong bối
cảnh đó thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 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 trớc khi ra trờng.
Với yêu cầu nh vậy đồ án tốt nghiệp đợc hoàn thành gồm bản thuyết
minh kèm theo bản vẽ và phần chuyên đề .
Bản thuyết minh gồm hai phần :
Trang 4
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Phần thứ nhất :Với nội dung thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp đợc
chia làm 6 chơng . Các chơng này trình bày toàn bộ quá trình tính toán phụ tải
và cân bằng công suất, tính toán chọn máy biến áp , tính toán dòng điện ngắn
mạch và lựa chọn thiết bị của sơ đồ nối điện các phơng án, tính toán thiết kế -
kỹ thuật chọn phơng án tối u, lựa chọn các khí cụ điện và dây dẫn - thanh góp,
chọn sơ đồ nối điện chính và thiết bị tự dùng.
Phần hai : Chuyên đề.
Xác định chế độ làm việc vận hành tối u của Nhà máy theo phơng pháp
quy hoạch động gồm các phần : Phơng pháp tính, tính toán cụ thể , thiết lập

Loại máy
phát
Thông số định mức
Điện kháng
tơng đối
n
(v/ph)
S
(MVA)
P
(MW)
U
(KV)
cos
I
(KA)
X
d
X
d
X
d
TB-60-2
3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691
Trang 6
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
1.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
1.2.1. Tính toán phụ tải địa phơng 10,5 (KV)
Ta tính toán theo công thức:

Đồ thị phụ tải địa phơng

Trang 7
8,75
S
ĐP
(MVA)
t (h)
0 6 10 14 18 24
7,5
8,75
10,71
9,64
6,42
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
1.2.2. Cấp điện áp trung áp (110KV)
Phụ tải bên trung gồm 2 đờng dây kép và 2 đờng dây đơn
P
max
= 100 (MW) ; cos = 0,8
Công thức tính:
P
T
(t) =
maxT
P.
100
)t%(P
S

Đồ án tốt nghiệp
1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy có 4 tổ máy có S
đmF
= 75 (MW). Do đó công suất đặt của nhà
máy là:
S
NM
= 4 . 75 = 300 (MVA)
S
NM
(t) =
NM
NM
S.
100
)t(P
P
NM
=
100
)%(tP
. P
NM max
Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Bảng 1.4
t (h)
0 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 14 14 ữ 20 20 ữ 24
P(%) 70 80 100 100 80
P


+
NM
NM
NM
S
)t(S
.6,04,0S.
100
%

Trong đó = 8% từ đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị điện tự
dùng nh sau:
t (h)
0 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 14 14 ữ 20 20 ữ 24
P(%) 70 80 100 100 80
S
TD
(MVA) 19,68 21,12 24 24 21,12
1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ
thống
Bỏ qua tổn thất công suất, từ phơng trình cân bằng công suất ta có công
suất phát về hệ thống
S
HT
(t) = S
NM
(t) - S
đP
(t) - S

S
HT
96,4 83,9 81,75 110,13 83,17 140,29 153,86 153,86 181 123,88 123,88
• §å thÞ phô t¶i hÖ thèng
Trang 11
T
S MVA
S
HT
83,17
181
96,4
83,9
81,75
110,13
140,29
153,86
123,88
t (h)
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
§å ¸n tèt nghiÖp
• §å thÞ phô t¶i tæng hîp
Trang 12 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
S (MVA)
210
240

28,62
(S
TD
+ S
§P
)
S
§P
19,68
21,12
24
21,12
S
t®
S
TD
t(h)
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Nhận xét chung:
- Phụ tải điện áp trung nhỏ nhất là 78,5 (MVA), lớn hơn công suất định
mức của 1 máy phát (75 (MVA)) nên ta có thể ghép ít nhất một bộ máy phát
và phía thanh góp này và cho vận hành định mức liên tục.
- Phụ tải điện áp máy phát =
dmFdp
P%15P
2
1

của máy phát

riêng rẽ ở phía 10,5 KV và mỗi máy cung cấp cho một nửa phụ tải địa phơng.
Trong trờng hợp một máy bị sự cố thì máy biến áp còn lại sẽ cung cấp cho
toàn bộ phụ tải địa phơng.
Nh vậy ta có thể đề xuất bốn phơng án sau để lựa chọn;
Ph ơng án 1 :
Phơng án này phía 220 kV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp 2
dây quấn. Để làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dùng máy
biến áp từ ngẫu. Phía 110 KV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp hai dây
quấn.
Trang 14
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B
1
HT
S
T
S
TD
S
TD
S
TD
S
đp

TD
S
TD
S
®p
S
TD
~
B
3
S
TD
F
1
F
2
F
3
F
4
220KV
110KV
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Ph ơng án 3:
Ghép vào phía 220 (kV) và 110 (kV) mỗi phía 2 bộ máy phát điện máy
biến áp hai quộn dây giữa cao và trung áp ta dùng 2 máy biến áp từ ngẫu, phía
hạ của máy biến áp liên lạc cung cấp cho phụ tải địa phơng.
Trang 16
~

Nhận xét

Phơng án 1:
- Độ tin cậy cung cấp đợc đảm bảo.
- Công suất từ bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên 220
(kV) đợc truyền trực tiếp lên hệ thống, tổn thất không lớn.
- Đầu t cho bộ cấp điện áp cao hơn sẽ đắt tiền hơn.

Phơng án 2 :
- Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm đợc vốn đầu t do nối bộ ở cấp
điện áp thấp hơn thiết bị rẻ tiền hơn.
Trang 17
6,42
HT
S
T
S
TD
~ ~
S
TD
~
~
S
TD
S
TD
F
1
F

- Khi sự cố bên trung thì MBA tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn
so với công suất của nó.
Phơng án 4 :
- Liên lạc giữa phía cao và phía trung kém
- Các bộ MFĐ-MBA nối bên phía 220 kV sẽ đắt tiền do tiền đầu t cho
thiết bị ở điện áp cao.
- Sơ đồ thanh góp phía 220 kV nhiều loại thiết bị dẫn đến tổn thất
lớn, vốn đầu t lớn, vận hành phức tạp.
- Khi sự cố MFĐ-MBA liên lạc thì bộ còn lại chịu tải quá lớn do yêu
cầu phụ tải bên trung lớn.
Tóm lại:
Qua phân tích ở trên ta chọn phơng án 1 và phơng án 2 để tính toán
tiếp, phân tích kỹ hơn về kỹ thuật và kinh tế nhằm chọn ra sơ đồ nối điện
chính cho nhà máy điện đợc thiết kế.
Trang 18
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
2.
2.Tính toán chọn máy biến áp
Tính toán chọn máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công
suất của chúng rất lớn, bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện. Do
đó vốn đầu t cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn số lợng máy biến
áp ít, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ.
2.1. Phơng án 1
Trang 19
~ ~~ ~

110 KV
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
2.1.1. Chọn máy biến áp
Bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây
S
đmB1,B4
S
đmF
= 75 (MVA)
Máy biến áp tự ngẫu:
S
đmB2
= S
đmB3


1

max
S
thừa
(MVA)
Với
max
S
thừa
= S
đmF
= 75 (MVA)

0
%
C T H
P
0
P
N
C-T C-H T-H
A C-T C-H -TH
220
T
80 240 - 10,5 80 - 320 - - 11 - 0,6
110
TH
80 115 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 - 0,55
220
ATTH
160 230 121 11 85 380 190 190 11 32 20 0,5
2.1.2. Phân bố tải cho các máy biến áp
Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B
1
, B
4
làm việc với đồ thị phụ
tải bằng phẳng suất năm
S
B1
= S
B4
= S

1
1BHT

(MVA)
* Phía hạ: S
H
(t) = S
T
(t) + S
C
(t) (MVA)
Ta có bảng phân bố công suất:
Trang 20
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2.1.2
MBA S
(MVA)
Thời gian (t)
0 ữ 4 4 ữ 6 6 ữ 8 8 ữ10 10ữ12 12ữ14 14ữ18 18ữ20 20ữ24
B
1
,B
4
S
C
=S
H
69 69 69 69 69 69 69 69 69
B

:
Trang 21
62,5
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B
1
HT
S
T
S
TD
S
TD
S
đp
S
TD
71,29 (MVA)
1,145 (MVA)
62,5
1,145
69
(MVA)
63,645

= .S
đmB
= 0,5.160 = 80 (MVA)
Ta thấy : S
B2(B3)
= 80 > 62,5 (MVA)
Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải.
Phân bố công suất khi sự cố cho B
4
Phía trung của máy biến áp từ ngẫu phải tải một lợng công suất là:
S
TB2(B3)
=
2
1
S
Tmax
= 62,5 (MVA)
Lợng công suất từ máy phát F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B
3
)
S
HB2(B3)
= S

Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là
S
B1
+ (S
CB2
+ S
CB3
) = 69 + 2(1,145) = 71,29 (MVA)
Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu
so với lúc bình thờng là:
S
thiếu
=
220
TG
S
- 71,29 = 140,29 - 71,29 = 69 (MVA)
Công suất dự trữ của hệ thống là S
dtrHT
= 360 (MVA)
S
dtrHT
=
360
100
300012
=
ì
(MVA)
Ta thấy: S

Ta thấy: S
B2(B3)
= 80 > 56 (MVA)
Do vậy MBA không bị quá tải.
Trang 23
~ ~~ ~
B
2
B
3
B
4
B
1
HT
S
T
F
1
S
TD
S
TD
S
đp
S
TD
F
2
F

= S
Tmax
- S
B4
= 125 - 69 = 56 (MVA)
* Lợng công suất từ MF F
2
(F
3
) cấp lên phía hạ của B
2
(B
3
)
S
HB2(B3)
= S
đmF
- S
đp
-
4
1
S
tdmax
=
= 75 - 10,71 -
4
1
.24 = 58,29 (MVA)

- 71,29 = 140,29 - 71,29 = 69 (MVA)
Ta thấy:
S
dtrHT
S
thiếu
= 360 69 (MVA)
Thỏa mãn điều kiện.
Trang 24
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Đồ án tốt nghiệp
Kết luận:
Các máy biến áp đã chọn cho phơng án 1 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng MBA làm việc bị quá tải.
2.1.4. Tính toán tổn thất điện năng trong các MBA
Tổn thất MBA gồm 2 phần
- Tổn thất sắt không phụ thuộc phụ tải của MBA và bằng tổn thất không
tải của nó.
- Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc phụ tải của MBA.
Công thức tính tổn thất điện năng trong MBA cho 1 năm là :
Đối với máy biến áp hai cuộn dây :
A
2cd
= P
0
T + P
N
.
365.
2

+
)
Trong đó:
n: Số MBA làm việc song song
P
0
: Tổn thất không tải trong MBA (kW)
T: Thời gian tổn thất trong 1 năm = 8760 (h)
P
N
: Tổn thất ngắn mạch (KW)
S
đmB
: Công suất định mức của MBA ( MVA)
S
C
, S
T
, S
H
: công suất qua cuộn cao, trung, hạ của MBA tự ngẫu trong
khoảng thời gian t
i
S
bộ
: Công suất truyền qua MBA
Trang 25