ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
Lời nói đầu
* * *
Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện
giữ một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong
cuộc sống điện rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của
xã hội do vậy đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện
năng cho phụ tải.
Đồ án môn học NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP của em làm nhiệm vụ thiết kế
gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ là
60 MW cấp điện cho phụ tải các cấp điện áp ,và phát vào hệ thống.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình
của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ và
hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS LÃ VĂN ÚT đến nay em đã hoàn
thành bản đồ án. Vì thời gian có hạn, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án
của em không tránh những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý
bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn đông nghiệp để đồ án của em ngày
càng hoàn thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ
môn HTĐ lời cảm ơn chân thành nhất!
Sinh viên

SINH VIÊN :
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Việc cân bằng công suất trong hệ thống điện là một điều vô cùng cần thiết, điện
năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng
điện và lượng điện năng tổn thất (bởi điện năng là dạng năng lượng không thể

d
’ X
d
3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691
II.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:
Từ bảng biến thiên phụ tải ta xây dựng đồ thị phụ tải của các cấp điện áp :
áp dụng công thức :
P
t
= P%.P
max
S
t
= P
t
/cosφ
II.1.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát :
P
max
= 16,2 MW ; cosφ = 0,8
phụ tải bao gồm các đường dây : 3 kép X 3,4 MW X 4 km.
5 đơn X 1,2 MW X 3 km
S
max
= P
max
/cosφ =
8,0
2,16
=20,25 (MW)

=130 ; cosφ = 0,8
Phụ tải bao gồm các đường dây : 1 kép + 4 đơn
S
max
= P
max
/ cosφ =
8,0
130
= 162,5 (MVA) .
Ta có bảng sau :
Thời gian(h) 0 ữ4 4ữ10 10ữ14 14ữ18 18ữ24
P
uT
(%) 75 90 100 85 75
P
uT
(MW) 97,5 117 130 110,5 97,5
SINH VIÊN :
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
S
uT
(MVA) 121.75 146,25 162,5 138,125 121.875
Từ bảng trên ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung nh sau :
s
T (h)
ut (MVA)
121,875
138,125

s
T (h)
umf
(MVA)
210
300
285
255
225
12 242014
8
300
200
II.4.Tính toán công suất tự dùng nhà máy :
Công suất tự dùng nhà máy được cho bởi công thức sau :
S
tdt
=
( )








+
nm
nm

tdt
(MVA) 20,4 21,84 23,28 24 19,68
Đồ thị phụ tải điện tự dùng của nhà máy có dạng nh sau :
SINH VIÊN :
5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
s
T (h)
tdt
(MVA)
19,68
24
23,28
21,84
20,4
12 242014
8
24
20
II.5.Tính công suất phát về hệ thống :
Công thức phát về hệ thống cho bởi công thức sau :
S
ht
= S
nm
– (S
umf
+ S
ut
+ S

td
20,4 20,4 20,4 21,84 21,84 23,28 24 24 19,68
S
umf
13,163 13,163 16,2 16,2 18,225 18,225 20,25 14,175 14,175
S
ut
121,87
5
146,25 146,25 146,25 162,5 162,5
138,12
5
121,87
5
121,87
5
S
ht
69,562 45,187 42,15 70,71 52,435 80,995
117,62
5
139,95 54,27
SINH VIÊN :
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG II
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY
I.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH :
Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng . Các phương án vạch ra
phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ dùng điện , thể hiện được tính

%3027,0
60
2,16
<≈=
nm
umf
P
P
nên ta không sử dung thanh góp điện áp máy phát.
A)Phương án 1 :
SINH VIÊN :
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
*N hận xét :
- Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên
thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát
điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ
phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía
110kV.
+ Ưu điểm:
-Số lượng và chủng loại máy biến áp Ýt, các máy biến áp 110kV có giá
thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV.
-Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Nhược điểm: Tổn thất công suất lớn khi S
Tmin
.
B)phương án 2 :
SINH VIÊN :
8
F1

F1
~
~
~
~
F2
F3
F4
TD TD TD
TD
B1 B2
B3
B4
220kV 110kV
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
S
C
S
T
F
3
F
4
B
1
B
2
B
6
B

+ Nhược điểm: Do tất cả các máy biến áp đều nối vào phía 220kV, nên để đảm
bảo cung cấp điện cho phía 110 kV công suất của máy biến áp tự ngẫu có thể
phải lớn hơn so với các phương án khác. Do vậy sẽ tăng vốn đầu tư. Khi có
ngắn mạch xẩy ra ở thanh góp hệ thống thì dòng điện ngắn mạch lớn gây nguy
hiểm cho thiết bị.
- Tất cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều ở phía 220kV nên tiền đầu tư vào
thiết bị rất cao.
* Kết luận:
Qua 3 phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương
án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với phương án 3. Tuy vậy nó vẫn đảm bảo
cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ
thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán cho các
phần sau.
II.TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A.PHƯƠNG ÁN I:
2.1a: Chọn máy biến áp:
- Công suất của các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện
trong tình trạng làm việc bình thường tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả
các máy biến áp đều làm việc.
- Mặt khác khi có một máy biến áp bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do
sửa chữa thì các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo
tải đủ công suất cần thiết.
I. Chọn công suất cho máy biến áp :
1) Chọn máy biến áp nối bộ B3, B4 :
SINH VIÊN :
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện
S
đmB

2). Chọn máy biến áp liên lạc :
Với nhận xét như ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là
máy biến áp tự ngẫu theo điều kiện sau :
S
đmB

≥

α
mF®
S
Trong đó :
α
là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu
α
=
220
110220
U
UU
c
Tc
−
=
−
= 0,5
- S
đmB
là công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu được chọn:
S

(kw) U
n
% I
o
%
(i)
C T H
C
T
C
H
T
H
C
T
C
H
T
H
ATДЦTH
160 230 121 10,5 85 380 - - 11 32 20 0,5
II. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP KHI LÀM VIỆC
BÌNH THƯỜNG :
a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 :
- Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h
lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó
công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ được tính :
S
B3
= S

= S
T(B2)
=
2
)(
43 BBUT
SSS +−
SINH VIÊN :
13
Lo¹i m¸y
biÕn ¸p
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất được phân bố theo biểu
thức sau:
S
H(B1)
= S
H(B2)
= S
C(B1)
+ S
T(B1)
= S
C(B2)
+ S
T(B2)

- Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2
được ghi trong bảng:
Thời gian

5
25,20
5
39,48
38,46
7
52,74
7
58,87
4
61,91
2
19,72
5
Dấu (-) trước công suất của cuộn dây trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải
công suất từ phía trung sang cuộn cao áp.
III. KIỂM TRA QUÁ TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP :
1) Các máy biến áp nối bộ B3 và B4 :
- Vì 2 máy biến áp này đã được chọn lớn hơn hoặc bằng 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 2 máy biến
áp B3 và B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.
2) Các máy biến áp liên lạc B1 và B2 :
*Quá tải thường xuyên : Công suất định mức của B1 và B2 đã được chọn
lớn hơn công suât thừa cực đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải
thường xuyên.
*Quá tải sự cố :
a) Giả thiết sự cố 1 máy biến áp bộ B3 hoặc B4 ứng với thời điểm phụ tải
điện áp trung cực đại S
UTmax

S
maxtd

2
225,18
4
24
75.
2
1
−−=−
UMF
S
= 59,89 (MVA)
- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu truyền về hệ thống là :
S
CB1(B2)
= S
HB1(B2)
- S
TB1(B2)
= 59,89 – 46,75 =13,14 (MVA)
Trong khi đó thì khả năng tải của cuộn cao 160 (MVA); cuộn trung và
cuộn hạ được phép tải là
α
.S
đm
=0,5.160= 80 (MVA)
⇒
Cuộn cao , trung và hạ của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

T(B2)
= S
UTmax
- (S
B3
+ S
B4
)
= 162,5 –2.69 = 24,5(MVA).
- Khi đó cuộn hạ của máy biến áp B2 sẽ tải một lượng công suất :
S
H(B2)
= S
đmF
-
4
S
maxtd
-S
UMF
225,18
4
24
75 −−=
=50,775 (MVA)
SINH VIÊN :
16
B1
F1
~

thừa
=S
CB2
=26,275 (MVA)
- So với công suất cần phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành
bình thường vào mùa mưa là 80,995 (MVA) thì lượng công suất thiếu hụt là :
80,995 – 26,725 = 54,72 (MVA) < S
dtHT
= 384 (MVA)
⇒
Hệ thống vẫn làm việc ổn định.
Ta có hình vẽ dưới đây :
SINH VIÊN :
17
69
F1
~
~
~
~
F2 F3
F4
TD TD TD TD
B1
B2
B3
B4
220kV
110kV
69

UMF
163,13
4
24
75 −−=
=55,837 (MVA)
- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu B2 truyền về hệ
thống là :
S
c(B2)
= S
H(B2)
- S
T(B2)
= 55,837 - (-16,125) = 71,962 (MVA)
Nh vậy các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
-Lượng công suất thừa của nhà máy là:
S
thừa
=S
CB2
= 71,962 (MVA)
- So với công suất cần phát lên hệ thống vào thời điểm này khi vận hành
bình thường là 139,95 (MVA) thì lượng công suất thiếu hụt là :
139,95 –71,962= 68,33 (MVA) < S
dtHT
= 384 (MVA)
còn lại 3 trường hợp công suất lên hệ thống < 139,95 cung sẽ đều thoả mãn
⇒
Hệ thống vẫn làm việc ổn định.

2
mB
b
S
S

).8760
Trong đó :
- S
đmB
: là công suất định mức của máy biến áp
- Sb: phụ tải bằng phẳng của máy biến áp
-
∆
P
0
,
∆
P
N
: Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy
biến áp (nhà chế tạo đã cho).
- Thay giá trị tính toán ta có :
SINH VIÊN :
19
69
69
F1
~
~

(
]= 2633,35 (MWh)
Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp B3 và B4 là :
∆
A =
∆
A
B3
+
∆
A
B4
= 2.2633,35 = 5266,7 (MWh)
+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu tính theo công thức sau:
∆
A
B1
=
∆
A
B2

=
∆
P
0
. T +
{ }
[ ]
∑

-
iHiTiC
SSS ,,
: công suất cuộn cao, trung, hạ ở thời điểm t đã
tính được ở phần phân bố công suất
- t : là thời gian trong ngày tính theo giê.
∆
TNC
P
−
=380 kW = 0,38 (MW)
∆
HNC
P
−
=
∆
HNT
P
−
= 0,5.0,38 = 0,19 (MW)
S
đmB
= 160 (MVA)
19,0
5,0
19,0
5,0
19,0
38,05,05,0







∆
−
∆
+∆=∆
−−
−
αα
HNCHNT
TNCNT
PP
PP
(MW)
SINH VIÊN :
20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
57,05,0
22
=







69,97
5
27,13
5
S
T
(MVA) -8,062 4,125 4,125 4,125 12,25 12,25 0,062 -8,062 -8,062
S
H
(MVA
)
26,71
8
26,72
5
25,20
5
39,48
38,46
7
52,74
7
58,87
4
61,91
2
19,72
5
Theo công thức
{ }

75
= 4,33 (kA)
2. Mạch 110kV :
*
)2(
cb
I
=1,05.
413,0
110.3
75
.05,1
.3
==
T
fdm
U
S
(kA)
*
T
cb
cb
U
S
I
.3
)3(
=
trong đó S

t
Un
P
Trong đó
P
maxt
: công suất cực đại bên trung.
N : số mạch đường dây đơn (gồm có 1 kép và 4 đơn)
I
cb
(4)
=
284,0
8,0.110.3.6
130.2
=
(kA)
Vậy dòng cương bức bên trung là :
I
cbmax
(trung) = 0,413 (kA)
3.Mạch 220 KV :
I
cbmax
(cao) = I
max
(I
cb
(5)
; I

cb
= (13,14 và 71,962)
⇒
I
cb
(6)
=
188,0
220.3
962,71
=
(kA)
Vậy I
cbmax
(cao) = 0,367 (kA)
B.PHƯƠNG ÁN II:
2.1b: Chọn máy biến áp:
I. Chọn công suất cho máy biến áp :
1) Chọn máy biến áp nối bộ B3và B4:
- Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện :
S
đmB

≥
S
đmF

SINH VIÊN :
22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

TДЦH
80 115 10,5 70 310 10,5 0,55
Máy biến áp B4:
Tham sè
Mã hiệu
Sđm
MVA
Uc
kV
Uh
kV
∆
Po
kW
Pn
kW
Un% Io%
TДЦ
80 242 10,5 320 760 11 0,6
2) Chọn máy biến áp liên lạc :
Với nhận xét như ở phần trên ta chọn máy biến áp liên lạc B1 và B2 là
máy biến áp tự ngẫu được ghép bộ với máy phát điện, được chọn theo điều kiện
sau :
S
đmB

≥

α
mF®

α
==
dmF
S
(MWA)
S
đmB

≥
150 (MVA)
Ta chọn được máy biến áp tự ngẫu ba pha có tham sè ghi ở bảng sau :
II. Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường :
a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 :
- Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h
lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó
công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ được tính :
S
B3
= S
B4
= S
đmF
-
4
24
75
4
max
−=
td

Ht
– S
B4
)
- Phía điện áp trug 110kV : Công suất của cuộn dây điện áp trung được
phân bố theo biểu thức sau :
S
T(B1)
= S
T(B2)
=
2
3BUT
SS −
- Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất được phân bố theo biểu
thức sau:
S
H(B1)
= S
H(B2)
= S
C(B1)
+ S
T(B1)
= S
C(B2)
+ S
T(B2)

- Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2

S
H
(MVA
)
26,71
8
26,71
9
24,77 39,48
38,46
7
52,74
7
58,87
4
61,91
2
19,072
5
Dấu (-) trước công suất của cuộn dây cao có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công
suất từ phía cao sang cuộn trung và hạ.
III. Kiểm tra quá tải của các máy biến áp :
1) Các máy biến áp nối bộ B3 và B4 :
SINH VIÊN :
25