Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện Nhà
máy điện
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
1
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG
ÁN NỐI DÂY

Chúng ta biết rằng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay
đổi. Do vậy người ta phải dùng các phương pháp thống kê, dự báo, lập nên đồ

ở các cấp điện áp đã cho trước, kết hợp với bảng
biến thiên công suất ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp, công thức
chung để tính toán như sau:

max
P%
P(t) .P
100
=P(t)
S(t)
cos
=
ϕ

Trong đó:
- S(t): Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
- P(t): là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
2
- Cosϕ: Là hệ số công suất của phụ tải.
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: S
uF
.
U
đm
= 10,5 kV ; P

9,6
4
9,6
4
8,43 8,43 9,64 10,84 12,05 10,84 10,84 9,64

- Đồ thị phụ tải địa phương như sau:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
3
2. Phụ tải trung áp: S
T
.
U
đm
= 110kV; P
max
= 160MW ; cosϕ = 0,84
Ta có kết quả tính toán được ghi trong bảng sau:
t(h)
0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1
2
12÷1
4
14÷1
6
16÷1

8
171,4
3
171,4
3
152,3
8
152,3
8

- Đồ thị phụ tải trung áp. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
4
3. Phụ tải điện áp cao: S
c
.
U
đm
= 220kV; P
max
= 100MW ; cosϕ = 0,88
Ta có kết quả tính toán được ghi trong bảng sau:
t(h)
0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1
2
12÷1
4

7
102,2
7
113,6
4
102,2
7
90,91

- Đồ thị phụ tải điện áp cao như sau:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
5
4. Phụ tải toàn nhà máy
P
max
= 4.100 = 400MW ; cosϕ = 0,85
P(t) =
max
P%
.P
100
; S(t) =
P(t)
cosϕ


376,4
7
376,4
7
423,5
3
423,5
3
470,5
9
470,5
9
423,5
3
423,5
3
376,4
7

- Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: 5. Phụ tải tự dùng.
Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được tính theo công thức sau:
S
tdmax
= α .
nm®m
td
P

ϕ
= 470,59 MVA = 470,59MVA.
Trong đó:
Cos
ϕ
td
= 0,82.
P
nmdđ
: Công suất của nhà máy.
S
td
(t): Phụ tải tự dùng tại thời điểm t.
S
nm
(t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t.
S
nmđm
: Công suất định mức của nhà máy.
α
: Hệ số % lượng điện tự dùng (Đầu bài đã cho
α
= 7%).
- Từ đó ta có kết quả tính toán công suất tự dùng trong bảng sau:
t(h
)
0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1
2
12÷1
4

3
423,5
3
376,4
7
S
td
30,05 30,05 30,05 30,05 32,10 32,10 34,15 34,15 32,10 32,10 30,05

- Đồ thị phụ tải tự dùng.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
7

6. Cân bằng công suất cho toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống.
Một cách gần gần đúng ta có thể xác định công suất của toàn nhà máy
theo biểu thức sau:
S
ht
(t)

= S
nm
(t) - (S
td
+ S
UF
+ S
C

Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
8Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
9
- Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
10
III. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY.
Một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong việc thiết kế nhà
máy điện là chọn sơ đồ nối điện chính. Sơ đồ hợp lý không những đảm bảo về
mặt kỹ thuật mà còn đảm bảo hiệu quả kinh tế.
Nhà máy thiết kế gồm 4 tổ máy, công suất định mức mỗi tổ máy là
100MW cung cấp điện cho phụ tải ở 3 c
ấp điện áp sau.
- Phụ tải cấp điện áp 10kV có:
S
10max
= 12,05 MVA.
S
10min
= 8,43 MVA.
- Phụ tải cấp điện áp 110kV có:
S
110max
= 190,48MVA.

11
1. Phương án I:

Nhận xét:
- Ưu điểm
: Giảm được tối đa số thiết bị nối vào thanh góp nên giá
thành rẻ có lợi về mặt kinh tế, mặt khác chủng loại máy biến áp ít cho nên sơ
đồ rễ lựa chọn thiết bị cũng như lắp đặt, vận hành. Về mặt cung cấp, đảm bảo
độ tin cậy cao.
- Nhược điểm
: S
UT
= 152,38/190,48 mà S
đm
= 117,5 MVA. Do đó công
suất của 2 bộ sau khi cấp cho phụ tải S
UT
còn thừa và cấp về hệ thống qua
máy biến áp tự ngẫu nên tổn thất điện năng sẽ lớn.
2. Phương án II.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
12
Nhận xét:
- Ưu điểm:
Về mặt công suất khắc phục được nhược điểm của phương
án I, luôn luôn cung cấp đủ công suất cho các phụ tải cho dù một trong các
máy bị sự cố do đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
- Nhược điểm:

I. PHƯƠNG ÁN I
1. Chọn máy biến áp cho phương án I
a. Chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây B
3
và B
4

Điều kiện chọn:
S
đmB

≥
S
Fđm
= 117,5
Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn máy biến áp B
3
, B
4
có ký hiệu T
Д
Ц-
125/121. Có các thông số kỹ thuật trong bảng sau:
Loại S
đm
(MVA)

U
c
(KV) U


α
: hệ số có lợi

α
−
−
== =
220 110
0,5
220
cT
C
UU
U

Ta có
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
15

=≥
12
®mB ®mB
1
.117,5
0,5
SS
= 235 MVA
Vậy ta chọn máy biến áp tự ngẫu B

T
C-
H
T-
H
ATДЦTH

250 230 121 11 120 520 260 260 11 32 20 0,5

2. Kiểm tra quá tải các máy biến áp.
Công suất định mức của các máy biến áp lớn hơn công suất thừa cực
đại nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải bình thường.
Kiểm tra sự cố
Ta cần kiểm tra sự cố trong các trường hợp sau:
- Sự cố hỏng một máy phát – máy biến áp bên trung khi S
T
= S
Tmax

- Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi S
T
= S
Tmax

- Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi S
T
= S
Tmin

a. Sự cố hỏng một máy phát – máy biến áp bên trung khi S

- S
bt=− = − =
®mF max
11
117,5 .34,15 108,96
44
bt TD
SS S MVA

⇔
2. 0,5. 1,4. 250 = 350> 190,48 – 108,96 =81,52
⇒
Đạt yêu cầu.
+ Phân bố công suất khi xảy ra sự cố
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu

()()
=−= −
max
11
190,48 108,96
22
TTbt
SSS
= 40,76 MVA
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu
®m max ®p

B1
62,78
103,54
F1 F2
B2
B3
108,96
F4F3
B4
40,76
S
Tmax
= 190,48MVA
HT
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
17
⇒
Không cấp nào bị quá tải
+ Khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S
HT
= 132,85 MVA. Lượng
công suất bị thiếu là:

( )
( )
=− − = − −
Õu
2 132,85 2.62,78 102,27
thi HT C ptc

⇒
Đạt yêu cầu.

Hình vẽ + Xét phân bố công suất khi xảy ra sự cố
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu

=−= − =−
max
2. 190,48 2.108,96 27,44
TT bt
SS S

Công suất truyền từ bên trung sang nên mang dấu âm
B2
F1 F2
B1
125,56
S
Tmax

F3
108,96
F4
B3 B4
-27,44
98,12
108,96

tt
=125 MVA
S
CH
= 98,12 MVA < S
tt
= 125 MVA
⇒
Không cấp nào bị quá tải
+ Khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S
HT
= 132,85 MVA. Lượng
công suất bị thiếu là:
S
thiếu
= S
HT
- (S
C
– S
ptc
) = 132,85 – (125,56 – 102,27) = 109,56 MVA
S
thiếu
= 109,56< S
dt
= 200 MVA
Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.
c. Sự cố một máy biến áp tự ngẫu khi S
T

Tmin
= 2. S
bt
= 152,38 – 2.108,96 = -65,54 MVA
- Công suất tải qua cuộn hạ:
=− −= − −=
®m max UF
11
117,5 .34,15 8,43 100,53
44
HF TD
SS S S MVA

- Công suất tải qua cuộn cao:
( )
=−= −− =
H
100,53 65,44 166,07
CT
SSS MVA

Ta có:
S
CC
= 166,07 MVA < S
đmTN
=250 MVA
S
CT
= 65,54 MVA < S

+ Phía trung của máy biến áp tự ngẫu

() ()
1
2
2
⎡⎤
=−
⎣⎦
TTbt
St St S

+ Phía cao của máy biến áp tự ngẫu

() ()
1
2
⎡⎤
=+
⎣⎦
CHTptc
St S t S

+ Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu

( ) ( ) ( )
HCT
St St St
=+


59,43 59,43 59,43 60,04 82,54 81,93 103,84 103,23 81,33 81,34 59,43
II. PHƯƠNG ÁN II
1. Chọn máy biến áp cho phương án II
a. Chọn máy biến áp ba pha hai quận dây B
1
và B
4

Điều kiện chọn:
S
đmB

≥
S
Fđm
= 117,5
Căn cứ vào điều kiện trên ta chọn máy biến áp B
1
, B
4
có ký hiệu và các
thông số kỹ thuật trong bảng sau:
Loại S
đm
(MVA)

U
c
(KV)
U


α
: hệ số có lợi;
α
= 0,5
Ta có

®mTN
1
.117,5
0,5
S
≥
= 250 MVA
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
21
Vậy ta chọn máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
có ký hiệu ATДЦTH-250 có
các thông số kỹ thuật trong bảng sau:

Loại MBA
S
đm

(MVA)
Điện áp cuộn

đmB

≥
S
đmF
Kiểm tra sự cố: Xét các trường hợp sau:
- Sự cố hỏng một máy phát – máy biến áp bên trung khi S
Tmax

- Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi S
Tmax

a. Sự cố hỏng một máy phát – máy biến áp bên trung khi S
Tmax

Khi đó: S
Tmax
= 190,48MVA; S
UC
=102,27MVA
S
ht
= 132,85MVA; S
UF
=10,84MVA

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
22


- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu
®m max ®p
11 11
117,5 .34,15 10,84 103,54
42 42
HF TD
SS S S MVA
=− − = − − =

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu
H
103,54 95,24 8,3
CT
SSS MVA
=−= − =

Ta có:
S
CC
= 8,3 MVA < S
đmTN
=250 MVA
S
CT
= 95,24 MVA < S
H
=125 MVA
S
CH
= 103,54 MVA < S

132,85 108,96 2.8,3 102,27 109,56
thi HT bc C ptc
SS S SS
MV
A
⎡⎤
=− + −
⎣⎦
⎡⎤
=− +− =
⎣⎦S
thiếu
= 109,56 < S
dt
= 200 MVA
⇒
Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu
b. Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu khi S
Tmax

Khi đó: S
Tmax
= 190,48MVA; S
UC
=102,27MVA
S
ht

TT bt
SS S
=−= − =
MVA
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu
B3
F2F1 F2
B1 B2
108,96 16,6
HT
F4
S
Tmax
= 190,48MVA
B4
108,96
98,12
81,52
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện
Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39
24
®m max ®p
11
117,5 .34,15 10,84 98,12
44
HF TD
SS S S MVA
=− −= − − =

- Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu

HT
-
[ ]
bc C ptc
(S + S )-S = 132,85 - (108,96 + 16,6)-102,27
⎡⎤
⎣⎦

= 109,56 MVA
S
thiếu
= 109,56< S
dt
= 200 MVA
⇒
Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.
3. Tính toán dòng phân bố cho các máy biến áp và các cuộn dây.
- Máy biến áp 2 dây quấn ta vận hành với đồ thị phụ tải bằng phẳng do
đó:
S
bc
= S
bt
= S
đmF
-
max
11
117,4 34,15
44

SSS
=+