Đồ án môn học thiết
kế nhà máy điện Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

2

Mục Lục
.


3

Lời nói đầu.
* * *
Đất nớc ta đang bớc vo thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá,
ngnh 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 v phục vụ sản xuất.
Với sự phát triển của xã hội do vậy đòi hỏi phải có thêm nhiều nh máy
điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế v sau khi học xong chơng trình của ngnh phát
dẫn điện em đợc nh trờng v bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ
thiết kế gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nh máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy, công suất
mỗi tổ l 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10 kV v phát vo hệ
thống 110 kV.
Sau thời gian lm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, đợc sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt l sự
giúp đỡ v hớng dẫn tận tình của
thầy giáo PGS.TS Nguyễn hữu Khái
đến nay em đã hon thnh 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 đợc sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo v các bạn đông
nghiệp để đồ án của em ngy cng hon thiện hơn.
Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn cùng ton thể thầy cô giáo trong
bộ môn lời cảm ơn chân thnh nhất! Sinh viên:



b
b
i
i
ế
ế
t
ts
s
ố
ốl
l


ợ
ợ
n
n
g
gv

at
t
ừ
ừ
n
n
g
gt
t
ổ
ổm
m
á
á
y
yt
t
a


m
m
ộ
ộ
t
ts
s
ố
ốđ
đ
i
i
ể
ể
m
ms
s
a
a
u


á
á
p
pđ
đ
ị
ị
n
n
h
hm
m
ứ
ứ
c
cc
c
ủ
ủ
a

t
h
h
ì
ìd
d
ò
ò
n
n
g
gđ
đ
i
i
ệ
ệ
n
nđ
đ
ị

n
g
g
ắ
ắ
n
nm
m
ạ
ạ
c
c
h
hở
ởc
c
á
á
c
c



n
n
h
h
ỏ
ỏv
v

d
d
o
ođ
đ
ó
óy
y
ê

l
o
o
ạ
ạ
i
ik
k
h
h
í
íc
c
ụ
ụđ
đ
i
i
ệ
ệ
n


+
+Đ
Đ
ể
ểt
t
h
h
u
u
ậ
ậ
n
nt
t
i
i
ệ
ệ
n

d
ự
ự
n
n
g
gc
c
ũ
ũ
n
n
g
gn
n
h
h

v
v
ậ

nc
c
á
á
c
cm
m
á
á
y
yp
p
h
h
á
á
t
tđ


T
T
ừ
ừđ
đ
ó
ót
t
a
at
t
r
r
a
at
t
r

cl
l
o
o
ạ
ạ
i
im
m
á
á
y
yp
p
h
h
á
á
t
t


n
n
g
gt
t


ơ
ơ
n
n
g
gđ
đ
ố
ố
i
i

Ký
hiệu

d
TB-
60-2

75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691

I.2.
Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.

Để đảm bảo vận hnh an ton , tại mỗi thời điểm điện năng do các
nh máy phát điện phát ra phải hon ton cân bằng với lợng điện năng
tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng.
Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn
thay đổi. Việc nắm đợc quy luật biến đổi ny tức l tìm đợc đồ thị phụ
tải l điều rất quan trọng đối với việc thiết kế v vận hnh. Nhờ vo công
cụ l đồ thị phụ tải m ta có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế v kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện. Ngoi ra dựa vo đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất
các máy biến áp v phân bố tối u
công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nh máy v phân
bố công suất giữa các nh máy điện với nhau.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nh máy v đồ thị
phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác
dụng P
max
v hệ số cos
tb
của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc


Nh máy gồm 3 tổ máy có: P
Gđm
= 60 MW, cos
đm
= 0,8 do đó
.MVA75
8,0
60
cos
P
S
dm
Gdm
dm
==

=

Tổng công suất đặt của ton nh máy l:
P
NMđm
= 3ìP
Gđm
= 3 ì 60 = 180 MW S
NMđm
= 225 MW.
Từ đồ thị phụ tải nh máy v công thức:

TB

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.
Hình 1-1:Đồ thị phụ tải ton nh máy.
I.2.2.
Đồ thị phụ tải tự dùng ton nh máy:
Tự dùng max của ton nh máy bằng 6% công suất định mức của nh
máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau:
6
).
S
)t(S
6,04,0(S)t(S
dm

S
td
(t) MVA 10,41 11,94 11,18 12,7 10,41
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.
Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng ton nh máy.
I.2.3.
Phụ tải địa phơng:
Nh nhiệm vụ thiết kế đã cho P
max
= 45 MW, cos = 0,85 với công thức
sau:
( )

đp
(t)MW
27 45 40,5 36 27
S
đp
(t)MVA
31,76 52,94 47,6 42,35 31,76
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

8

Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phơng.

I.3. Cân bằng công suất ton nh máy v xác định công suất
phát vo hệ thống .

Phơng trình cân bằng công suất ton nh máy:
S

S
dp
(t) MVA
31,76 52,94 47,6 42,35 31,76
S
td
(t) MVA
10,41 11,94 11,18 12,7 10,41
S
HT
(t) MVA
115,33 137,62 121,22 169,95 115,33
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

9

Không có cấp điện áp trung. Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

10
Chơng II.

Nêu các phơng án v chọn MBA.
II.1. Nêu các phơng án.
Chọn sơ đồ nối điện chính l một trong những nhiệm vụ hết sức quan
trọng trong thiết kế nh máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem
lại những lợi ích kinh tế lớn lao m còn phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ
thuật .
Cơ sở để để xác định các phơng án có thể l số lợng v công suất
máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới v phụ tải tơng ứng ,
trình tự xây dựng nh máy điện v lới điện ...
Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung
sau :
Nguyên tắc 1
Có hay không có thanh góp điện áp máy phát
Nếu S
uF
max
nhỏ v không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng thì
không cần thanh góp điện áp máy phát . S
uF
max
30% S
đm 1F

Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 110 kV ( về hệ thống ) có:
S
110 max
= 169,95 MVA; S
110 min
= 115,33 MVA
Công suất dự phòng của hệ thống S
dp
= 105 MVA.Vậy ta không thể
ghép chung hai máy phát với một máy biến áp vì
S
bộ
= 2.75 = 150 MVA > S
dp ht
= 105 MVA
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phơng án nh
sau:
Phơng án I:
Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phơng án 1. 11
G
1
GG
3

TD
S


đ
S
110kv
B
G Phơng án II:
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ NM§N§.

12
H×nh 2-2: S¬ ®å nèi ®iÖn ph−¬ng ¸n II.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ. Phơng án III:
13
Hình 2-3: Sơ đồ nối điện
B
1
TD
B
1
T
TD T
S
đ

thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống . Ta lần lợt chọn
mba cho từng phơng án
Giả thiết các máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ
môi trờng nơi lắp đặt nh máy điện . Do vậy không cần hiệu chỉnh công
suất định mức của chúng.
Phơng án I:
Máy biến áp B
1
v B
2
:
Máy biến áp liên lạc B
1
, B
2
đợc chọn l máy biến áp điều áp dới tải
với điều kiện:
S
đmB
= 1/2 S
th
.
Với: S
th
l công suất còn lại đa lên hệ thống.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

( )

+

(Kw)

P
N
(Kw)
U
N
% I
O
% Giá
125 115 10,5 100 400 10,5 0,55

Phơng án II:
Máy biến áp bộ.
Đợc chọn theo công suất phát của máy phát S
đmB1
S
Gđm
= 75 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông
số ở bảng 2-1 sau:
Loại T80/11
Bảng 2-2
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U


TGF
max
TDminUFdmFth3B,2dmB
SSS
2
1
S
2
1
S
=
=
MVA68,497,12
3
2
17,42752
2
1
=











% I
O
% Giá
63 115 11 70 290 10,5 0,7
Phơng án III:
Máy biến áp bộ.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Đợc chọn theo công suất phát của máy phát S
đmB1
S
Gđm
= 75 MVA.
Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha hai dây quấn có các thông
số ở bảng 2-1 sau:
Loại T80/11
Bảng 2-2
S
đm
MVA
U
Cđm
(Kv)
U
Hđm
(Kv)

P
O
(Kw)

MVA36,997,12
3
17,42 =






+
2
752





ì

Chọn máy biến áp B
2
,B
3
l loại TH 125/11 có các thông số cho ở
bảng 2-3 sau:
Bảng 2-3
S
đm
MVA
U

(t)
Dựa vo bảng 1-6 v công thức tính trên ta có phụ tải từng thời điểm
cho ở bảng 2-5 sau:
bảng 2-4 :
t(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24
S
C
(t)
115,33 137,62 121,22 169,95 115,33
S
B1
= S
B2
57,665 68,81 60,61 84,945 57,665

Từ bảng kết quả bảng 2- 5 ta thấy.
S
H B1-B2max
= 84.945 MVA < 125 MVA
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng. Phơng án II:
Đối với máy phát máy biến áp 2 cuộn dây G
1
- B
1

)
Dựa vo bảng 1-6 v công thức trên tính đợc phụ tải cho từng thời
điểm đợc ghi ở bảng 2-4 sau:

Bảng 2-5
T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24
S
B1
MVA 70.765 70.765 70.765 70.765 70.765
S
C
(t)
MVA
115,33 137,62 121,22 169,95 115,33
S
C B2-B3
MVA 22,28 33,43 25,23 49,59 22,28

Từ bảng kết quả bảng 2- 4 ta thấy.
S
H B2-B3max
= 49.59 MVA < 63 MVA
Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng.
*Phơng án III :
Đối với máy phát máy biến áp 2 cuộn dây G
1
- B
1
để thuận tiện

Bảng 2-5
T(h) 0-7 7-12 12-14 14-18 18-24
S
B1
MVA 70.765 70.765 70.765 70.765 70.765
S
C
(t)
MVA
115,33 137,62 121,22 169,95 115,33
S
C B2-B3
MVA 44,56 66,86 50,46 99,18 44,56

Từ bảng kết quả bảng 2- 4 ta thấy.
S
H B2-B3max
= 99,18 MVA < 125 MVA
Nh vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi lm việc bình
thờng.
II.1.3.
Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố
a. Phơng án I:
Sự cố 1 máy biến áp :
Máy biến áp còn lại đợc phép quá tải 40% công suất định mức trong
suốt 5 ngy đêm nhng mỗi ngy không quá 6h khi hệ số phụ tải bậc một sự
cố k

B1
1.4ìS
đmB2
=
= 169,95 80 1,4ì63 = 1,75 MVA .
Ta thấy S
th
= 1,75 MVA < S
dt
= 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp liên lạc.
+Sự cố máy biến áp B
1
:
S
th
= S
TGC
1,4.2.S
đm B2
= 169,95 1,4.2.63 = -6,45 MVA.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Ta thấy S
th
= -6,45 MVA < S
dt
= 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp B
B

1,4.S
đm B2
= 169,95 1,4.125 = -5,05 MVA.
Ta thấy S
th
= -5,05 MVA < S
dt
= 105 MVA . Vậy máy biến áp không bị
quá tải khi sự cố máy biến áp B
B
1
.
+Sự cố một máy phát không cần kiểm tra vì dự trữ của hệ thống điện
đủ cung cấp cho phụ tải khi sự cố một máy phát.

II.2. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp.
II.2.1.
Phơng án I:
Tổn thất điện năng của 2 máy biến áp B
B
1
,B
2
đợc tính theo công thức:

18

ìì

ì+ìì=



++++ 6.665,574.945,842.61,605.81,687.665.57
4.0
22222
2




+=
+
125
.3658760.1,0.2A
2B1B

= 3678.959 MWh.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

II.2.2.
Phơng án II:
Đối với máy biến áp bộ B
B
1
, tổn thất điện năng đợc tính theo công thức.
T
S
PTPA
b
NO

= 70,765MVA.
Từ các số liệu đó ta tính đợc tổn thất điện năng hng năm của máy
biến áp B
1
.
( )
()
Mw .h48,33918760
80
765,70
39.08760082.0A
2
2
=ìì+ì=
.
Tổn thất điện năng của máy biến áp B
B
2
v B
3
đợc tính theo công
thức:

ìì

ì+ìì=
+
24
1
i


29.0
22222
=





+++++=
+
6.28,224.59,492.3,255.43,337.28,22
63
.3658760.07,0.2A
2
3B2B

= 2461.23 MWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hng năm của phơng án II l:
A

= A
B1
+A
B2,B3
= 3391.48 + 2461.23 = 5852,705 MWh.
2.3 Phơng án III :
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Máy biến áp B

i
= 2S
i
phơng án II )
P
O
= 100 KW.
P
N
= 400 KW. Do đó
20
()
=






+++++= 6.56,444.18,992.6,505.86,667.56,44
125
4.0
.3658760.1,0A
22222
2
2B

= 1741,55 MWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng hng năm của phơng án III l:
A

thì ta có thể so sánh các phơng án theo phơng thức rút gọn , bỏ qua
thnh phần thiệt hại Về mặt kĩ thuật dể đánh giá một phơng án có thể
dựa vo các điểm sau :
+ Tính đảm bảo cung cấp điện khi lm việc bình thờng cũng nh khi
sự cố.
+ Tính linh hoạt trong vận hnh , mức độ tự động hoá.
+ Tính an ton cho ngời v thiết bị
Trong các phơng án tính toán kinh tế thờng dùng thì thì phơng
pháp thời gian thu hồi vốn đầu t chênh lệch so với phí tổn vân hnh hng
năm đợc coi l phơng pháp cơ bản để đnh giá về mặt kinh tế của
phơng án . Vốn đầu t cho phơng án bao gồm vốn đầu t cho mba v
vốn đầu t cho thiết bị phân phối . V thực tế , vốn đầu t vo thiết bị
phân phối chủ yếu phụ thuộc vo giá tiền của máy cắt , vì vậy để chọn các
mạch thiết bị phân phối cho từng phơng án phải chọn sơ bộ loại máy cắt .
Để chọn sơ bộ loại máy cắt ta phải tính dòng cỡng bức cho từng cấp điện
áp
I./ Xác định dòng cỡng bức
a. Phơng án I: hình 3-1.
Dòng cỡng bức phía cao áp:
Mạch đờng dây về hệ thống.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

22
G
1
G
1
G
2
G

cdm
maxHT
'
cb
=
ì
=
ì
=

Với: S
HTtmax
l công suất tải về hệ thống qua đờng dây kép, S
HTtmax
=
169.95 MVA .
Mạch máy biến áp liên lạc.
Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại l:
K
qtsc
ìS
đmB
= 1.4ì125 = 175 MVA .
Dòng cỡng bức qua máy biến áp
.

KA9185,0
1103
175
U3

=
ì
ì
=
ì
ì
=
Mạch máy phát phía hạ áp.
.KA33,4
5.103
7505.1
U3
S05,1
I
hdm
dmG
3cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=

Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
2
.
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.


maxdFmaxTDmaxdFdmG
'
cb



ì=
=ì+






ììì=+
Khi phụ tải min:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
MVA47,6576,31
3
1
7,12
3
2
76,31752
2
1
S

2
l:
.KA6,3
5.103
47,65
U3
S
I
hdm
'
cb
'
cb
=
ì
=
ì
= Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp liên lạc l:

+
Khi phụ tải max:
Lợng công suất thừa tải lên hệ thống l.
.MVA36,1597,1294,52753
maxTD
SSSS
maxdFdmFth
=ì==

3
1
S
3
1
SSKS
maxdFmaxTDdmFdmBqtsc
''
cb
=ììì=

23
Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
.MVA18,8576,31
3
1
7,12
3
1
S
3
S
3
SS
mindFmaxTDdmFdmBqtsc
=ìì
=ììì
75175


Dòng cỡng bức phía cao áp:


Mạch đờng dây về hệ thống.
Dòng lm việc cỡng bức đợc tính với điều kiện một đờng dây bị
đứt.

24
.KA892,0
1103
95,169
U3
S
I
cdm
maxHT
'
cb
=
ì
=
ì
=

Với: S
Htmax
công suất về hệ thống qua đờng dây kép, S
Htmax
= 169,95

2
G
3
B
1
TD
Mạch máy biến áp liên lạc.
Khi sự cố một máy biến áp, khả năng tải của máy biến áp còn lại l:
S
c
B
1
B
3
TD
TD TD
S
đp
110kv
B
3
G
1

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ.

25

= 0,892 kA.

Dòng cỡng bức ở cấp điện áp máy phát:


Mạch máy biến áp B
1
phía hạ áp:

.I KA15,6
5.103
804,1
U3
SK
hdm
1dmBqtSC
2cb
=
ì
ì
=
ì
ì
=

*Mạch máy biến áp B
2
, B
3
phía hạ áp :

=
U3
S05.1
I
3cb
ì
ì
=
Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát G
3
.
Xét hai trờng hợp: phụ tải max v phụ tải min.

+
Phụ tải max:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max l:
MVA38,3594,52
2
1
7,12
3
1
94,5275
2
1
23
S

Khi phụ tải min:
Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải min l:
MVA38,3576,31
2
1
7,12
3
1
76,31
S
2
1
S
3
1
SS
mindFmaxTDmindFdmG
=ì+



ì
=ì+






ì

=
ì
=
ì
=