ỏn mụn hc Nh mỏy in HBK H Ni
Lời Nói Đầu
Năng lợng mà cụ thể là điện năng ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp, giao thông vận tải ,y tế, giáo dục và đời sống sinh hoạt con ngời
.Điện năng đ ợc sản xuất ở nhà máy điện và đợc truyền tải, cung cấp cho các
hộ tiêu thụ.
Để hiểu rõ đợc tầm quan trọng của điện năng và nắm bắt đợc các chế độ vận
hành của nhà máy ,vận hành tốt nhà máy trong các điều kiện bình thờng cũng
nh trong các chế độ sự cố thì ng ời kĩ s cần phải có kiến thức chuyên môn thật
tốt và đội ngũ các chuyên gia góp phần không nhỏ. Là một sinh viên nghành hệ
thống điện thì việc làm những đồ án nh thế này sẽ giúp ích cho chúng em rất
nhiều cho việc làm đồ án tốt nhgiệp sắp tới và trong công tác sau này. Bởi lẽ
Thiết kế nhà máy điện là một khâu rất quan trọng trong hệ thống điện, việc thiết
kế phần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp, nó bao gồm
nhiều yếu tố mang tính độc lập cao và đòi hỏi ngời thiết kế phải nắm bắt một
cách tổng quan công việc mình làm và phải vận dụng một cách sáng tạo những
kiến thức đã tích cóp đợc trong học tập và trên thực tế cũng nh những ảnh hởng
của các yếu tố bên ngoài đến thiết kế, thi công công trình, vận hành.
Để hoàn thiện đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo
tận tình của các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là thầy hớng
dẫn GS.TS. Lã Văn út .
Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắc chắn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự quan tâm, đóng góp ý kiến của
các thầy cô để đồ án đợc hoàn thiện hơn.
Chơng 1
V Vn Dng K43 - HT-N1 - 1 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
LƯẠ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1. tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt :
1.1.1:Chọn máy phát:

14-
20
20-24
P%
75 80 100 85 75
P(t) MW
300 320 400 340 300
S(t) MVA
375 400 500 425 375
Hình 1.1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
2. Đồ thị tính toán tự dùng toµn nhµ m¸y :
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 2 - TC03 3055
500
425
375
375
400
S(MVA)
T(h)
8 12
14
20
24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Nhà máy là loại nhà máy nhiệt điện cho nên công suất tự dùng của nhà máy được tính
bằng công thức:





td
(t)
29.75 30.80 35.00 31.85 29.75
Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
3. Đồ thị tính toán phụ tải các cấp:
Công thức tính toán:
100
)%(
cos
max
)(
tP
x
P
tP
i
ϕ
=
a. Đồ thị tính toán phụ tải địa phương (đồ thị phụ tải máy phát):
Với P
max
= 16,8 MW; cosϕ=0,8;
áp dụng công thức trên ta có bảng và đồ thị sau: Bảng 1.3
T 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24
P%
65 80 100 85 70
P(t)
10.9
2
13.44

21.0
17.85
14.70
16.80
0
6
10
14
18 24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát.
b. Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 110kV:
Với P
max
= 215 MW cosϕ=0,8 ;
áp dụng công thức ta có được bảng và đồ thị: Bảng 1.4
T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24
P%
75 95 85 100 75
P(t)
161.2
5
204.25
182.7
5
215.0
0
161.25
S(t)
201.5

(t) + S
UT
(t) + S
UC
(t) + S
td
(t)]
Với S
UC
(t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao.
Các số liệu của các phụ tải khác được tính ở trên ta có bảng tính công suất phát về
hệ thống như sau: Bảng 1.5
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
Toàn nhà máy
375 350 400 450 500 425 425 375
S
UF
13.7 16.8 16.8 21.0 21.0 17.9 14.7 14.7
S
UT
255.3 255.3 255.3 228.4 228.4 268.8 201.6 201.6
S
TD
29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75
S
về ht
76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129.0
Hình 1.5: Đồ thị toàn hệ thống
1.2CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY:

169.8
215.6
106.6
176.9
129
SNM
SVHT
29.75
30.08
35
31.85
29.75
STD
13.65
16.8
21
17.8
5
14.7
SMF
T(h)
0
6
8
10 12
14 18
20
24
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Do nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp là chủ yếu, nếu còn mới

- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu làm liên lạc hay
tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn.
- Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai máy biến áp phía điện áp trung và
cao đều có trung tính trực tiếp nối đất (U≥110kV).
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 6 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
- Khi công suất tải trên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt
ít nhất hai máy biến áp.
- Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp 3 cuộn dây
vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận
hành song song.
Mô tả các phương án:
- Phương án I:
220kV
110kV
S
UF
S
td
S
td
S
td
S
td
S
T
- Phương án II:
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 7 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội

Ch¬ng 2

TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 10 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
2.1 Xét phương án I:
220kV
110kV
S
UF
S
td
S
td
S
td
S
td
S
T
Hình 2.1
1. Chọn máy biến áp:
1. Chọn công suất máy biến áp:
-Bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây: Để lựa chọn kinh tế ta chọn máy biến
áp không điều chỉnh dưới tải.
Áp dụng công thức:
đmF
td
đmFđmB
S

Với α - hệ số có lợi (α=0,5)
 S
đmTN
≥ 250 MVA.
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau:
∆P
0
= 120kW ; ∆P
N C-H
= 520kW ; I
0
%= 0,5
2. Kiểm tra sự cố:
a. Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc S
T
max
• Điều kiện:
Công thức: 2.K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ S
bộ
≥ S
T
max
 2 x 1,4 x 0,5 x 250 + 116.25 = 466.25 > S
T
max

110.74 109.16 108.90 106.80
105.75
0
108.11
3
109.68
8
110.213
CC 41.21 39.63 39.37 50.71 49.656 31.863 67.031 67.556
Như vậy, tại thời điểm S
T
max
thì công suất đi từ phía cuộn hạ ra phía cuộn cao và
cuộn trung, cuộn hạ mang tải lớn nhất.
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA => S
CH
= 108.113 < S
tt

+ Công suất thiếu S
thiếu
= S
về HT
- 2S
CC
= 42.825 MVA <Sdp = 384 MVA

Cuộn trung áp: S
CT
= S
T
max
– 2.S
bộ
= 36.25 MVA
Cuộn hạ áp: S
CH
= S
đmF
– S
UF
- S
td
/4 = 98.4 MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= 62.15 MVA Bảng 2.1.3
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT 22.81 22.81 22.81 -4.06 -4.06 36.25 -30.94 -30.94
CH 102.60 99.45 99.45 95.25 95.25 98.40 101.55 101.55
CC
79.79 76.64 76.64 99.31 99.313 62.150
132.48

thiÕu
-3.50 -28.50 20.45 70.45
116.25
0
44.400 44.400 -3.500
c. Sự cố hỏng một tự ngẫu tại thời điểm S
T
min
:
• Điều kiện:
K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ 2S
bộ
= 407.5 ≥ S
T
min
= 201.6 MVA
• Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: S
CT
= S
T
min
– 2.S
bộ
= -30.94 MVA

CT
) = 35.699MVA
=> S
nt
< S
tt
3 Tính tổn thất điện năng:
a. Phân bố công suất:
S
bộ
= S
đmf
– 1/n S
td
Bảng 2.1.5
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
TD
29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75
S
bộ
117.5
6
117.5
6
117.3
0
117.3
0
116.2

.t
Bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 100kW, ∆P
N
= 400 kW
Ta có bảng sau (tính trong 1 ngày)
Bảng 2.1.7
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
S
bộ
=
117.5
6
117.5
6
117.3
0
117.30
116.25
0
117.03
8
117.03
8
117.563
∆A =
2.72 0.91 0.90 0.90 0.892 1.803 0.901 1.815
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 14 - TC03 3055

.t +
i
đmTN
HaHNTrungTNCaoCN
t
S
SPSPSP
.

2
222
∑
−−−
∆+∆+∆
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
∆P
0
= 120kW ∆P
N
CT
= 520 kW => ∆P
N
C
= ∆P
N
T
= ∆P
N
H
=1/2 ∆P

= 400.kW ; I
0
%= 0,5 ;U
N
=10.5%
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 15 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Và máy biến áp TДЦ 125 - 242/10,5 có các thông số như sau:
∆P
0
= 115.kW ; ∆P
N
= 380.kW ; I
0
%= 0,5% U
N
%=11%
- Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải
Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau:
∆P
0
= 120kW ; ∆P
N C-H
= 520kW ; I
0
%= 0,5
2 . Kiểm tra sự cố:
a. Sự cố 1: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc S
T
max


= 107.325MVA
Cuộn cao áp: S
CC
= S
CH
– S
CT
= -27.05 MVA Bảng2. 2.1
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
CT
100.78
1
127.65
6
127.65
6
114.21
9
114.21
9
134.37
5
100.78
1 100.781
CH
109.42
5
107.85
0

CC
– S
bộ
= 27.688 MVA Bảng2. 2.2
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
thiÕu
-19.688 -19.688 4.000
104.00
0 98.750 27.688 27.688 -19.688
b. Sự cố hỏng 1 máy tự ngẫu tại thời điểm S
T
max
:
• Điều kiện:
Công thức: K
qtải
sc
.α.S
đmTN
+ S
bộ
= 292.038 ≥ S
T
max
= 268.75 MVA
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 16 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
• Phân bố công suất cho tự ngẫu:
Cuộn trung áp: S

139.06
3
112.18
8
112.18
8
152.50
0 85.313 85.313
CH
102.60
0 99.450 99.450 95.250 95.250 98.400
101.55
0 101.550
CC
17.288 -39.613 -39.613 -16.938 -16.938 -54.100 16.238 16.238
Công suất đi từ phía cuộn cao và cuộn hạ về phía cuộn trung, cuộn trung mang tải lớn
nhất.
Ta có S
tt
= α.S
đmTN
= 125 MVA
S
ch
= S
CH
+ α.S
CC
= 71.35 MVA
Như vậy S

đmf
– 1/n S
td
Bảng2. 3.1
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
S
TD
29.750 29.750 30.800 30.800 35.000 31.850 31.850 29.750
S
bộ
117.56
3
117.56
3
117.30
0
117.30
0
116.25
0
117.03
8
117.03
8 117.563
- Trên MBA tự ngẫu liên lạc: Bảng2.
3.2
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 17 - TC03 3055
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Sc

.
2








đm
bô
S
S
.t
Bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 100 kW, ∆P
N
= 400 kW ta tính giống như
phương án 1.
Đối với bộ máy phát – máy biến áp có ∆P
0
= 115 kW, ∆P
N
= 380 kW cũng từ công
thức trên ta có bảng sau (tính trong 1 ngày) Bảng2.3.3
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
S

.

2
222
∑
−−−
∆+∆+∆
Với máy biến áp tự ngẫu như đã chọn ở phần trước ta có
∆P
0
=120 kW ∆P
N
CT
= 520 kW => ∆P
N
C
= ∆P
N
T
= ∆P
N
H
=1/2 ∆P
N
CH
=260 kW
Bảng2.3.4
T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
t(h) 6 2 2 2 2 4 2 4
∆A=

Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có:
Xdây = 0,4 Ω/km
Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản:
036,0
230
100
944,05,0
U
S
.l.X.5,0X
22
cb
CB
dayd
===
xx
1.3)Điện kháng máy phát.
 Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện
kháng siêu quá độ. Với máy phát TBΦ-120-2
Có thông số S
đm
= 125MVA, cosϕ=0,8, I
đm
= 6,875kA, U
đm
= 10,5 kV
Xd” = 0,192 và S
Fđm
= 125 MVA ta tính được điện kháng tương đối trong hệ cơ bản :
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 19 - TC03 3055

= 125 MVA
Do đó:
084,0
125
100
.
100
5,10
S
S
.
100
%
Fdm
cb
===
N
U
B
X
1.5)Điện kháng máy biến áp tự ngẫu.
Trước hết tính điện kháng ngắn mạch từng cuộn dây:
( )
%U%U%U
2
1
%U
HN.THN.CT-N.CNC
−−
−+=

NC
=−+=
( )
0322011
2
1
%U
NT
=−+=
=0
( )
%5,20113220
2
1
%U
NC
=−+=
Điện kháng tương đối định mức các cuộn dây MBA tự ngẫu:
046,0
250
100
.
100
5,11
S
S
.
100
%
TNdm

100
5,20
S
S
.
100
%
TNdm
cb
===
NH
U
H
X
II)Tính toán ngắn mạch.
Việc lựa chọn điểm ngắn mạch tính toán dựa theo yêu cầu lựa chọn thiết bị
điện. Thông thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau,
vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để
chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó.
A. PHƯƠNG ÁN 1
Hình 3.1.1
Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp.
Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống.
Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của
nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy.
Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy
phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn
mạch
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 21 - TC03 3055
N

6
= X
C
= 0,046
X
4
= X
7
= X
H
= 0,082
X
5
= X
8
= X
10
= X
12
= X
F
= 0,154
X
9
= X
11
= X
B
= 0,84
Ghép nối tiếp các điện kháng để thu được sơ đồ đơn giản hơn:

1
E
2
E
3
E
4
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Hình 3.1.3
X
13
= X
1
+ X
2
= 0,049
X
15
= X
14
= X
4
+ X
5
= 0,236
X
17
= X
16
= X

4
N
1
E
HT
X
13
X
18
X
19
X
20
N
1
E
12
E
34
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Trong đó:
119,0
2
238.0
2
16
20
===
X
X

+=
+
+=
XX
XX
XX
Điện kháng tính toán từ hệ thống đến điểm ngắn mạch và từ phía nhà máy đến
điểm ngắn mạch được tính như sau:
568.1
100
3200
049,0
13
===
cb
HTdm
HTtt
S
S
XX
41,0
100
1254
082,0
21
===
Σ
x
S
S

( ) ( )
kA
U
S
II
tb
Fdm
NMNM
01.3
230.3
125.4
.4,2
.3
00
*
===
Σ
Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 24 - TC03 3055
E
1234
X
21
X
13
E
HT
N
1
Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội
Dòng điện ngắn mạch tại N1 có trị số:

Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 25 - TC03 3055
N
2
E
HT
X
1
X
2
X
3
X
4
X
5
X
6
X
7
X
8
X
9
X
10
X
11
X
12
E