Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Phần điện nhà máy điện
Đại học bách khoa hà nội 1 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ .............................................................................................................2
PH N I: THI T K PH N I N NHÀ MÁY I NẦ Ế Ế Ầ Đ Ệ Đ Ệ .............................................3
CH NG I:T NH TOÁN CÂN B NG CÔNG SU T L A TR N PH NG ÁN ƯƠ Í Ằ Ấ Ự Ọ ƯƠ
N I DÂYỐ ...............................................................................................................3
CH NG II: T NH TOÁN CH N MÁY BI N ÁPƯƠ Í Ọ Ế .......................................12
I. T NH TOÁN DÒNG I N C NG B CÍ Đ Ệ ƯỠ Ứ .........................................................26
CH NG III:T NH NG N M CHƯƠ Í Ắ Ạ ....................................................................28
........................................................................................................................28
I.CH N I M NG N M CHỌ Đ Ể Ắ Ạ ........................................................................28
.....................................................................................................................29
III.T NH NG N M CH THEO I MÍ Ắ Ạ Đ Ể ...................................................30
.............................................................................................................................30
X47= XK +X44 = 0,165+0,06=0,225........................................................44
CH NG IVƯƠ .....................................................................................................48
CH NG V: CH N KH C I N THANH D N VÀ THANH GÓPƯƠ Ọ Í ỤĐ Ệ Ẫ ..............53
II. DÒNG I N C NG B C THEO KHÁNG CÓ PH T I L N NH TĐ Ệ ƯỠ Ứ Ụ Ả Ớ Ấ ...........60
CH NG VIƯƠ .....................................................................................................67
T NH TOÁN T D NGÍ Ự Ù .....................................................................................67
PH N IIẦ ...............................................................................................................70
PH N CHUYÊN Ầ ĐỀ.......................................................................................70
NHI M VỆ Ụ............................................................................................................70
CH NG 1: ƯƠ .....................................................................................................70
T NH TOÁN PH T I.Í Ụ Ả ........................................................................................70
CH NG 2ƯƠ .......................................................................................................74
S C P I N VÀ CH N CÁC THI T B I NƠĐỒ Ấ Đ Ệ Ọ Ế Ị Đ Ệ ..........................................74
I. UN KV.................................................................................................................74
Ki m tra cáp u ra MBAể đầ .................................................................................78

KA
Xd" Xd' Xd
3000 62,5 50 10,5 0,8 5,73 0,135 0,3 1,84
II. TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1. PHỤ TẢI ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT (PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG)
ĐIện áp địa phương U
đP
=10 (KV)
Công suất tác dụng lớn nhất P
đP max
=18 (MW)
Hệ số Cosϕ =0,82
Bao gồm 3 kép x 3MW và 6đơn x 2MW x 3 km
Đồ án đã cho đồ thị phụ tải dưới dạng % tính toán về dạng có tên sau.

18
100
%
100
%
100%
max
⋅=⋅=⇒⋅=
dP
dp
dp
dp
dPm
dpt
dP

đPt
, S
đPt
là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào
cách tính ta có:
Bảng 1_2_1:
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷ 24
P
đP
% 100 90 90 100 90 80 80 100
P
đPt
(MW) 18 16,2 16,2 18 16,2 14,4 14,4 18
S
đP
(MVA
)
21,95 19,76 19,76 21,95 19,76 17,56 17,56 21,95
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải ngày sau:

S(MVA)

21,95 21,95 21,95
19,76 19,76
17,56

0
2. PHỤ TẢI TRUNG ÁP:
Điện áp trung: U

Tt
T
Tt
T
P
P
P
P
P
P
P
Bảng 1_2_2:
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20 ÷ 22 22÷ 24
P
T
% 70 80 80 90 90 100 90 70
P
Tt
MW 77 88 88 99 99 110 99 77
S
Tt
MVA
89,53 102,33 102,33 115,12 115,12 127,91 115,12 89,53
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải sau:
3. PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY
)(200.
100
%
.

Trong đó: P
nmt
; S
nmt
là công suất tác dụng, công suất biểu kiến tại thời điểm t
Công suất nhà máy định mức P
nmđm
=200 (MVA)
Căn cứ vào cách tính toán ta có bảng sau: Bảng 1_2_3
Giờ
0 ÷ 5 5 ÷ 8 8 ÷ 11 11 ÷ 14 14 ÷ 17 17 ÷ 20 20÷22 22÷24
P
nm
% 80 90 80 90 100 100 90 80
P
nmt
(MW) 160 180 160 180 200 200 180 160
S
nmt
(MVA
)
192,8 216,9 192,8 216,9 241 241 216,9 192,8

Đại học bách khoa hà nội 5 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Từ bảng công suất ta có đồ thị phụ tải như sau: 4. PHỤ TẢI TỰ DÙNG TOÀN NHÀ MÁY:
Phụ tải tự dùng toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
)

S
nmt
(MVA
)
192,8 216,87 192,8 216,87 216,87 241 216,87 192,8
S
tdt
(MVA) 16,96 18,12 16,96 18,12 18,12 19,28 18,12 16,96
Từ bảng công suất trên ta có đồ thị phụ tải dùng toàn nhà máy như sau:
Đại học bách khoa hà nội 6 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
5.CÔNG SUẤT PHÁT LÊN HỆ THỐNG
Trong yêu cầu thiết kế không có phụ tải cao áp 220 kV nên công suất phát
lên hệ thống là lượng công suất thừa khi đã cung cấp đủ cho phụ tải
Ở đây điện áp hạ, trung và tự dùng
Công suất phát lên hệ thống là S
HT)(
tdtTtdptnmtHT
SSSSS
++−=
Trong đó:
S
HT
: Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
S
nmt
: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t.
S

nhà máy cung cấp đủ cho phụ tải ở các cấp điện áp, thừa mới phát lên hệ thống.
Đại học bách khoa hà nội 7 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
Nhà máy cung cấp cho phụ tải trung áp là lớn nhất 53% (127,91/241) trong
tổng công suất với yêu cầu là phải cung cấp cho phụ tải trung áp liên tục vì S
T max
lớn hơn dự trữ quay của hệ thống phụ tải địa phương cao nhất chiếm 9,1%
(21,95/241) gồm 3 đường dây kép và 6 dây đơn nên số mạch phân ra nhiều mức
độ quan trọng cao đối với 3 đường dây kép nên cũng phải cung cấp điện liên
tục .
Do phụ tải cao áp không có nên lượng công suất thừa được phát về hệ thống
bù cao nhất đạt 35,35 (76,66/216,87*100)
Lượng công suất này sẽ làm cho hệ thống tăng thêm dự trữ quay và phân bố
công suất tối ưu ,vận hành kinh tế hệ thống
III. LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Nhà máy phải thiết kế có phụ tải địa phương lớn nhất:
S
đm max
= 21,95 (MVA) là lượng công suất lớn của một tổ máy
S
Fđm
=62,5 (MVA)

%12,35100.
5,62
95,21
==
α
nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cấp
điện cho phụ tải địa phương trên thanh góp điện áp máy phát ta phải nối một
máy phát điện, số tổ máy nối trên một máy phát đảm bảo sao cho khi một máy

Công suất còn thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với cực tiểu là.
43,1
72,53
66,76
min
max
==
HT
HT
S
S
do vậy để cấp công suất lên hệ thống ta
cần hai đến ba bộ trong đó bao gồm cả hai bộ máy phát máy biến áp tự ngẫu
Phụ tải địa phương lấy bên cao qua một kháng điện trường dòng nối với hai
thanh góp điện áp máy phát kiểu này rất thuận lợi vì nếu hỏng một trong số máy
phát ghép trên thanh góp điện áp máy phát thì công suất từ hệ thống sẽ cấp cho
phụ tải địa phương chỉ qua một lần máy biến áp tự ngẫu
1. CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Dựa vào nhận xét ở trên ta đưa ra bốn phương án nối dây sau.
 PHƯƠNG ÁN I:
Đại học bách khoa hà nội 8 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có bốn mạch nối vào thanh góp trung áp
 Hai máy phát góp trên thanh góp điện áp máy phát
 Hai máy biến áp tự ngẫu liên tục đặt bên cao áp, hai bộ máy phát
máy biến áp, hai dây quấn đặt bên trung
 Bố trí nguồn phụ tải cân xứng
 Khi phụ tải trung áp cực tiểu S
T
min

Đại học bách khoa hà nội 10 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát lại phức tạp, thiết kế bảo
vệ Rơ le sẽ phức tạp hơn so với phương án trên
 Khi hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc, máy biến áp tự ngẫu
còn lại với khả năng quá tải máy biến áp bộ vẫn có thể cấp cho
phụ tải phía trung vì công suất máy biến áp lớn
 Dòng điện cướng bức qua kháng lớn
 PHƯƠNG ÁN VI
Nhận xét:
 Có hai mạch nối vào thanh góp cao áp
 Có hai mạch nối vào thanh góp trung áp
 Phương án này cũng đảm bảo cung cấp điện
 Số máy biến áp giảm đi, chỉ còn hai máy biến áp bên cao áp 220
kV và số công suất rất lớn, rất cồng kềnh
 Thiết bị phân phối bên cao bên trung đơn giản
 Thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát phức tạp hơn rất nhiều
so với phương án trên vì có nhiều phân đoạn thiết kế bảo vệ Rơ le
phức tạp .
 Dòng điện cưỡng bức của kháng điện sẽ rất lớn và có thể không
chọn được kháng điện phân đoạn.
KẾT LUÂN:
Trong hai phương án 1 và 2 cơ bản tương đương nhau về kỹ thuật nhưng
phương án hai kém về kinh tế hơn, lắp đặt, thiết kế, vận hành không thuận tiện
bằng phương án một. Ta quyết định loại phương án hai và giữ phương án một để
thiết kế chi tiết tiếp.
Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy rõ phương án 4 phức tạp hơn nhiều về
kỹ thuật dẫn đến công tác vận hành, lắp đặt, thiết kế khó khăn, khó khả thi
Đại học bách khoa hà nội 11 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
hơn phương án 3. Do vậy ta quyết định loại phương án 4 để lại phương án 3
để tính toán tiếp .

rúpC T H P
0
P
N
TPDU 63 121 10,5 59 245 10,5 0,6 0,2
Kiểm tra quá tải.
Máy biến áp troang sơ đồ nối bộ không cần kiểm tra quá tải vì khi hỏng
máy phát hay máy biến áp của thì cả bộ đều phải ghỉ. Do vậy máy biến áp không
bị quá tải
b. Chọn máy biến áp tự ngẫu B1_B2:
• Chọn công suất định mức:
Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát. chọn B
1
- B
2
cùng loại theo điều kiện sau:
)
2
([
2
1
max
min
2
1
21
td
dm
i

cuộn dây
tổn thất
(kW)
U
N
%
I
0
%
giá
10
3
rúpC T H P P C-T C-H T-H
AT 100 230 121 11 65 260 11 31 19 0,5
• Kiểm tra sự cố:
Sự cố nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
S
Tmax
=127,91 (MVA) lúc 17
h
- 20
h
tương ứng với thời điểm này phụ tải
các cấp điện áp khác là:
Đại học bách khoa hà nội 12 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
S
đP
=17,56 (MVA) S
nm
= 250 (MVA)

.α. ( S
B1đm
+ S
B2đm
) + S
bộT
≥ S
max
T
1,4.0,5.(100+100)+57,68=197,68 (MVA) > 127,91(MVA)
)(68,57
4
28,19
5,62
4
max
ˆ
MVA
S
SS
td
FdmToB
=−=−=
•
Trong đó: S
Bộ T
là công suất một máy biến áp bên trung tải
Phân bố công suất khi sự cố như sau:
Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(9,48]56,17

TBTB
=
−
=
−
==
•
phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(785,13115,359,48
)(2)(1)(2)(1
MVASSSS
TBHBCBCB
=−=−==
Công suất thiếu về hệ thồng so với lúc bình thường là:
)(100)(86,48785,13225,76
)(1
ˆ
MVAMVASSS
CBHTuethi
<=⋅−=−=
′
)(100
)(
MVASS
BdmCB
=<
)(50100.5,0.
)(
MVASSS
BdmtHB

max
- 2.S
bộT
= 127,91 - 2.57,68 =12,55 (MVA)
Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu B2 sẽ mang tải như sau:
Công suất thiếu bên cao áp so với lúc bình thường là:
S
thiếu
= S
HT
- S
B2(C
=76,25-57,45=18,8(MVA)
S
thiếu
< S
dt
= 100 (MVA) Điều kiện thoả mãn
Như vậy: Máy biến áp tự ngẫu chỉ bị quá tải phía hạ trong phạm vi cho
phép vì khả năng tải của nó là:
S
qt
= 1,4.2.S
Bdm
= 1,4.0,5.100 = 70 (MVA)
Đại học bách khoa hà nội 14 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
max
22
.2.α.
TBéTdmBqtB

3
-B
3
, F
4
-B
4
) để vận hành đơn giản
ta cho máy phát mang công suất bằng phẳng trong suốt quá trình làm việc, khi
đó công suất qua máy biến áp là:
S
B3
= S
B4
= S
bộ T
= 57,68 (MVA)
Đối với máy biến áp tự ngấu B1, B2 tính phân bố công suất cho từng phía
cao_trung_hạ:
Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
)SS(
2
1
S
2
1
béTt
T
TN
∑

C
(MVA) 32,165 38,33 26,86 30,69 31,935 38,125 33,035 32.165
S
T
TN
(MVA) -12,915 -6,515 -6,515 -0,12 -0,12 12,55 -0,12 -12,915
S
H
TN
(MVA) 19,25 31,815 20,345 30,57 31,815 50,675 32,915 19,25
Dấu trừ trong bảng trên có nghĩa là trong khoảng thời gian đó công suất
được truyền từ thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV qua máy biến áp liên
lạc
2. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP
a. máy biến áp nối bộ B3, B4
B3, B4 được tính tổn thất điện năng theo công thức sau:
)()(
1
..
2
0
kWhT
S
P
n
TPnA
N
×∆+∆=∆
∑
Bdm

∆A
bộ
= 4631750 (kWh)
b. máy biến áp tự ngẫu liên lạc
Tổn thất điện năng theo công thức sau:
i
Bdm
HN
HN
Bdm
iT
NT
Bdm
iC
CNTN
t
S
S
P
S
S
P
S
S
P
n
TPnA
×∆+∆+∆+∆=∆
∑
])()()([

N_H

α là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu (α = 0,5)
∆P
N_C,T
= 290 (kW) ‘đã cho’
Đại học bách khoa hà nội 16 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
( )
( )
( )
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kWPPP
HTNHCN
TCNHN
HCNHTN
TCNTN
HTNHCN
TCNCN
HCNHTNHCN
390
5,0
130130

______
=






+
+−=






+
+−=∆
=






−
+=




100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130[
2])
100
915,32
.(390)
100
12,0
.(130)
100
035,33
.(130[
3])
100
675,50
.(390)
100
55,12
.(130)
100
125,38
.(130[
3])
100
815,31
.(390)

100
33,38
.(130)
100
33,38
.(130[
5])
100
25,19
(390)
100
915,12
.(130)
100
165,32
.(130.{[3658760.65
222
222
222
222
222
222
222
222
kWhA
kWh
A
TN
TN
=∆⇒

2TN
+ ∆A
bộ
= 2046094+4631750=6677844 (kWh)
3. CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN
Phụ tải điện áp máy phát

Để xác định dòng cưỡng bức qua kháng phân đoạn ta xét các trường hợp
sau:
Khi bình thường:
Dòng qua kháng phân đoạn bằng không : I
btk
= 0 (A)
Khi sự cố máy phát một: (F1)
Công suất qua máy biến áp B1, B2 là:
)(864,17)
82,0
18
-
4
28,19
-5,62.(
2
1
)-
4
-.(
2
1
max

==
φ
Khi sự cố máy biến áp B2, công suất qua máy biến áp B1 là:
)(3,235,62
4
28,19
82,0
2
3
.35,1.3
100.5,0.4,1
4
..4,1
max
11
MVAS
S
S
SSS
quaK
Fdm
td
pddmBquaK
=−+
+
+=
−++=
α

Dòng điện cưỡng bức lớn nhất qua kháng là:

F
dm
pdmCb
====
 Dòng cướng bức mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu
)(849,3
3.5,10
100.4,1.5,0
3
..
)2(1
kA
U
SK
I
F
BdmBqt
Cb
===
α
 Dòng điện cưỡng bức mạch kháng phân đoạn là
I
Cb
= 1,3 (kA)
b. Phía trung 110 kV:
Đại học bách khoa hà nội 19 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
 Dòng điện cưỡng bức của thanh góp điện áp trung
Về phía phụ tải trung áp:
Căn cứ vào giả thiết ở phụ tải cấp điện áp trung ta có dòng điện lớn nhất
một đường dây kép:

= S
B2(T)
= 13,95MVA
Khi sự cố 1: S
B1(T)
= S
B2(T)
= 35,115MVA
Khi sự cố 2: S
B2(T)
= 12,55MVA
)(184,0
3115
115,35
3115
max
max
kA
S
I
cb
===⇒
 Kết luận: Dòng điện cưỡng bữc lớn nhất bên trung là:
)kA(438,0I
max
cb
=
 Phía cao 220kV
Dòng điện cưỡng bức 220kV
Về phía hệ thống:

TBTB
SS
(MVA)
Khi sự cố 2 :
( )
( )
MVAS
TB
45,57
2
=)(144,0
3230
45,57
3230
max
max
kA
S
I
Cb
===⇒
Kết luận: Dòng điện cưỡng bức lớn nhất bên cao áp là:
I
max
Cb
= 0,192 (kA)
II. PHƯƠNG ÁN III:

Khi bình thường máy biến áp phải được hết công suất thừa lớn nhất từ
thanh góp điện áp máy phát:
Chọn B1, B2 cùng theo điều kiện sau:
)(48,155]
4
28,19
356,175,623[
5,0.2
1
]
4
3([
2
1
2
1
21
max
min
3
1
21
MVASS
S
SSSSS
dmBdmB
td
dm
i
PdmthõadmBdmB

Sự nguy hiểm nhất vào lúc phụ tải trung áp cực đại
S
max
T
= 127,91(MVA) từ 17 - 20
h
tương ứng với thời điểm này phụ tải các cấp
điện áp khác là
S
dm
= 17,56 (MVA) S
nm
= 250 (MVA)
S
td
= 19,28(MVA) S
HT
= 176,25 (MVA)
 Trường hợp I:
Khi sự cố bộ máy phát, máy biến áp bên trung (sự cố b3)khi máy biến áp
B3 ngừng làm việc thì máy biến áp B1, B2 với khả năng quá tải phải đảm bảo
cho S
T
max

Điều kiện:
( )
max
Tdm2Bdm1Bqt
S)SS.(α2B1BK2

2
91,127
2
max
)(2)(1
MVA
S
SS
T
TBTB
====
 Phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(485,13955,6344,77
)(2)(1
MVASS
CBCB
=−==
 Lượng công suất còn thiếu về cao áp so với lúc bình thường là:
Đại học bách khoa hà nội 21 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(801605,0
)(160
)(100
)(28,49485,13225,76
)(
)(
)(1
MVASSS
MVASS
MVASS
MVASSS

Phân bố công suất khi sự cố như nhau.
 Phía hạ của máy biến áp tự ngẫu B2 mang tải như sau:
Khả năng phát
dm
td
Fdm)H(2B
S
4
S
3S3S
−×−×=

)(48,15556,17
4
28,19
35,623 MVA
=−×−×=

Khả năng tải
)(112160.5,04,14,1
2
MVASS
dmBqt
=×=××=
α
Vậy phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu B2 chỉ tải được 112 (MVA)
 Phía trung của máy biến áp tự ngẫu sẽ mang tải như sau:
)(23,7068,5791,127
max
)(2

một ta có:
S
B3
= S
bộ
= 57,68 (MBA)
Đối với máy biến áp B1; B2 thính phân bố công suất cho từng phía cao, trung,
hạ
 Phía trung của một tự ngẫu sẽ mang tải:
)SS(
2
1
S
béT1T
C
TN
−=
 Phía cao của một tự ngẫu sẽ mang tải :
2
S
S
HT
C
TN
=
 Cuộn hạ của một tự ngẫu mang tải:
T
TN
C
TN

0
3
kWh
A
AB
b
==
∆
=∆
2. MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU LIÊN TỤC:
Tương tự phương án một tính tổn thất điện năng theo công thức
∑
×∆+∆+∆×∆×=∆
t])
S
S
.(P)
S
S
.(P)
S
S
.(P[.365.
n
1
.TPnA
2
dm
H_N
H_N

380[5,0][
)(190
2
380
2
1
25
__
_
22
__
_
22
__
_
___
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kW
PP
PP
kWPPP
HNTCNH
HNNH
HNCHNT
NTTN

.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190{[365876085
222
TN
A
Đại học bách khoa hà nội 24 çỗChiÕế Th¾ắg HT§Đk37
)(15052955}2])
160
09,48
.(570)
160
925,15
.(190)
160
165,32
.(190[
2])
160
775,61
.(570)
160
72,28
.(190)
160
035,33

.(190[
3])
160
185,49
.(570)
160
325,22
.(190)
160
86,26
.(190[
3])
160
655,60
.(570)
160
325,22
.(190)
160
33,38
.(190[
222
222
222
222
222
222
222
kWh
=×+++