TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ SUẤT PHƯƠNG ÁN
NỐI DÂY
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN.
Khi thiết kế phần điện trong nhà máy điện người ta đã định trước số lượng và công suất máy phát
(MF), vậy ta chỉ cần chọn loại MF tương ứng theo đề tài cho trước. Ở đây ta cần chọn MF thủy điện
cho nhà máy Thủy Điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi tổ máy là 60 MW. Máy phát được chọn từ phụ
lục, các thông số ghi theo bảng sau:
Thông số kiểu
S
đm
(MVA)
P
đm
(MW)
U
đm

(kV)
n
đm
(v/ph)
cos ϕ
đm
I
đm
(kA)
X"
d
X'

d
X
d
CB-505/190-16T 66,7 60 11 375 0,9 3,5 0,14 0,23 0,88
1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.
1.2.1.Tính toán phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5kV
P
max
= 7 MW ; cosϕ = 0,85
→
85,0
7
cos
max
max
==
ϕ
P
S
= 8,24 MVA
Bảng biến thiên phụ tải ở các khoảng thời gian
P% 80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80
P(M W) 5,6 5,6 5,6 4,9 4,9 5,6 6,3 7 6,3 6,3 5,6
S(MVA) 6,59 6,59 6,59 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59
Nguyễn Thế Vụ Page 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1.2.2.Tính toán phụ tải cấp điện áp trung 110kV
P
max

= 80 MW ; cosϕ = 0,89
→
89,0
80
cos
max
max
==
ϕ
P
S
= 89,88 MVA
Bảng biến thiên phụ tải ở các khoảng thời gian
P% 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
P(M W) 72 72 64 64 72 72 80 72 72 64 64
S(MVA) 80 80 71,11 71,11 80 80 89,89 80 80 71,11 71,11
Nguyễn Thế Vụ Page 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1.2.3.Tính toán phụ tải cấp điện áp cao 220kV
P
max
= 90 MW ; cosϕ = 0,89
→
89,0
90
cos
max
max
==

ϕ
P
S
= 101,12 MVA
Bảng biến thiên phụ tải ở các khoảng thời gian
P% 90 90 80 80 90 90 90 90 100 90 80
P(MW) 81 81 72 72 81 81 81 81 90 81 72
S(MVA)
91,0
1
91,0
1
80,9 80,9 91,01 91,01 91,01 91,01
101,1
2
91,01 80,9
Nguyễn Thế Vụ Page 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

1.2.4.Tính toán công suất phát của toàn nhà máy
5 tổ máy x 60 MW → Công suất tổng : P
nm
= 5 x 60 = 300 MW
Trong mùa mưa ( 180 ngày ) phát 100% công suất
→ Tổng công suất phát của toàn nhà máy trong mùa mưa
P
nm(mưa)
= 300 MW
( )
9,0

300
cos
P
S
nm
nm
mnm
=
ϕ
=
= 333,33 MVA
Trong mùa khô ( 185 ngày ) phát 80% công suất
→ Tổng công suất phát của toàn nhà máy trong mùa khô
P
nm(khô)
= 300 x 80% = 240 MW
( )
9,0
240
cos
P
S
nm
nm
khnm
=
ϕ
=
= 266,67 MVA
1.2.5.Tính toán công suất tự dùng của nhà máy

Vì nhà máy thuỷ điện điện tự dùng chủ yếu phục vụ cho phần chung của nhà máy, ít liên quan đến
công suất phát của từng tổ máy, chỉ một phần nhỏ cho từng tổ máy nên công suất tự dùng của nhà máy thuỷ
điện có thể tính theo công thức:
0
0
( )
100 cos
nm
td
td
P
S t
α
φ
Σ
= ×
=
1,2 300
100 0,82
×
= 4,39 MVA
Nguyễn Thế Vụ Page 4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
1.2.6.Tính toán công suất nhà máy nối với hệ thống 220kV
S
vht
= S
nm
– ( S
dp

+ S
ut
+ S
uc
+ S
td
)
a) Trong mùa mưa
S
nm
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3
333,3
3

333,33
S
dp
6,59 6,59 6,59 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59
S
ut
80 80 71,11 71,11 80 80 89,89 80 80 71,11 71,11
S
uc
91,01 91,01 80,9 80,9 91,01 91,01 91,01 91,01
101,1
2
91,01 80,9
S
td
4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39
S
vht
151,3
4
151,3
4
170,3
4
171,1
7
152,17
151,3
4
140,6

3
149,6
9
150,52
159,4
1
170,34
b) Trong mùa khô
S
nm
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7
266,6
7

266,67
S
dp
6,59 6,59 6,59 5,76 5,76 6,59 7,41 8,24 7,41 7,41 6,59
S
ut
80 80 71,11 71,11 80 80 89,89 80 80 71,11 71,11
S
uc
91,01 91,01 80,9 80,9 91,01 91,01 91,01 91,01
101,1
2
91,01 80,9
S
td
4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39 4,39
S
vht
84,68 84,68
103,6
8
104,5
1
85,51 84,68 73,97 83,03 73,75 92,75 103,68
Nguyễn Thế Vụ Page 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Nguyễn Thế Vụ Page 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN


Nhận xét :
* Phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5kV :
- Phụ tải cực đại : S
dp
max
= 8,24 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
dp
min
= 5,76 MVA
Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm 2 lộ kép và 2 lộ đơn .
* Phụ tải cấp điện áp trung 110kV :
- Phụ tải cực đại : S
ut
max
= 89,89 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
ut
min
= 71,11 MVA
Phụ tải cấp điện áp trung gồm 2 lộ kép .
* Phụ tải cấp điện áp cao 220kV :
Nguyễn Thế Vụ Page 7
Bảng phân bố công suất mùa mưa
0
50
100
150
200
250

300
350
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t(h)
S(MVA)
Snm
Sdp
Sut
Suc
Std
Sht
Bảng phân bố công suất mùa khô
0
50
100
150
200
250
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t(h)
S(MVA)
Snm
Sdp
Sut
Suc
Std
Sht
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Phụ tải cực đại : S
uc

max
= 101,12 MVA
- Phụ tải cực tiểu : S
uc
min
= 80,9 MVA
Phụ tải cấp điện áp cao gồm 1 lộ đơn .
* Công suất phát về hệ thống :
- Công suất cực đại : S
ht mưa
max
= 171,17 MVA , S
ht khô
max
= 104,51 MVA
- Công suất cực tiểu : S
ht mưa
min
= 140,63 MVA , S
ht khô
min
= 73,75 MVA
* Công suất phát của toàn nhà máy
- Công suất phát của toàn nhà máy mùa mưa : S
nm(mưa)
= 333,33 MVA
- Công suất phát của toàn nhà máy mùa khô : S
nm(kh)
= 266,67 MVA
Như vậy công suất phát lớn nhất của toàn nhà máy chiếm khoảng

333,33
100%
333,33 3500
×
+
= 8,7% công suất của cả hệ thống ( bao gồm cả nhà máy)
Như vậy vai trò của nhà máy trong hệ thống là khá lớn
1.3.CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.3.1.Cơ sở chung để đề xuất các phương án nối điện
Phương án nối điện chính của nhà máy là một khâu hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế phần
điện nhà máy điện. Căn cứ và kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất để đề suất các phương án nối
điện.
Do P
DPMAX
/

2P
dmF
= 1,25% < 15% nên phụ tải địa phương không cần thanh góp điện áp máy phát mà
chúng được lấy trực tiếp từ đầu cực MF, phía trên của máy biến áp liện lạc.
Do nhà máy có công suất lớn và có cấp điện áp trung (110kV), cao (220kV) có trung tính nối đất trực
tiếp và có hệ số có lợi là:

C T
C
U -U 220-110
α = = = 0,5
U 220

Nên phải dùng 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp để giảm tổn thất điện năng.

Do công suất của máy phát lớn và có U
dm
= 10,5 kV nên ta dùng một bộ máy phát với máy biến áp để
đưa công suất lên thanh góp.
Nguyễn Thế Vụ Page 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
1.3.2.Đề xuất các phương án nối điện
Phương án 1:

Phương án 2 :

Nguyễn Thế Vụ Page 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
A .Phương án 1

2.1.a.Chọn Máy Biến Áp
Chọn MBA 2 cuộn dây B3
Máy biến áp hai dây quấn B3

được chọn theo điều kiện:
B dm Fdm
S S≥
3
Máy phát F5 có công suất phát định mức:
F dm Fdm
S S
3
= =

66,7(MVA)
Do đó ta có thể chọn được MBA B3 có các thông số kĩ thuật:
→ Chọn MBA TДЦ có S
đmB
= 80 MVA có các thông số
Loại MBA S
đm
( MVA) U
C
( kV) U
H
( kV) ΔP
o
( kW) ΔP
N
( kW) U
N
% I
o
%
TДЦ 80 121 10,5 70 310 10,5 0,55
Chọn MBA tự ngẫu B1, B2
Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:
Nguyễn Thế Vụ Page 10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
B dm B dm Fdm
S S S
α
1 2
1

= ≥
Trong đó :
220 110
0,5
110
C T
C
U U
U
α
−
−
= = =
Do đó :
B dm B dm
S S
α
, ,= ≥ × × =
1 2
1
2 66 67 266 68
(MVA)
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha B1, B2:
→ Chọn MBA ATДЦTH có S
đmB
= 300 MVA có các thông số:
Tham Số S
đm
(MVA)
U (kV) P

0
(Kw)
P
n
(kW) U
n
%
I
0
%
Mã Hiệu
C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H
ATДЦTH 300 230 121 11 144 624 - - 11 32 20 0,5
2.2.a. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B3
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết
công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua
mỗi máy biến áp bằng:
Do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
Mùa mưa:
ax
1 1
66,7 4,39 65,82( )
5 5
mua mua m
b dmF td
S S S MVA
= − × = − × =
Mùa khô:


ax
1 1
0,8 0,8 66,7 4,39 52,48( )
5 5
kho kho m
b dmF td
S S S MVA
= × − × = × − × =
Đối với máy biến áp tự ngẫu B1 và B2
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( ) ( )
CC vht UC b
S t S t S t S= + −
 
 
1
2
- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( )
CT UT b
S t S t S= −
 
 
1
2
Nguyễn Thế Vụ Page 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được tính theo biểu thức sau:


( ) ( ) ( )
CH CC CT
S t S t S t= +
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA B1,B2 được ghi trong bảng:
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu mùa mưa
S
CC
121,18 121,18 125,62 126,04 121,59 121,18 115,82 120,35 120,77 125,21 125,62
S
CT
7,09 7,09 2,65 2,65 7,09 7,09 12,04 7,09 7,09 2,65 2,65
S
CH
128,27 128,27 128,27 128,69 128,68 128,27 127,86 127,44 127,86 127,86 128,27
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu mùa khô
S
CC
87,85 87,85 92,29 92,71 88,26 87,85 82,49 87,02 87,44 91,88 92,29
S
CT
13,76 13,76 9,32 9,32 13,76 13,76 18,71 13,76 13,76 9,32 9,32
S
CH
101,61 101,61 101,61 102,13 102,12 101,61 101,20 100,78 101,20 101,20 101,61
Kiểm Tra Quá Tải Các MBA
Máy biến áp nối bộ B3
Vì máy biến áp này đã được chọn lớn hơn 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 máy
biến áp B3 ta không cần phải kiểm tra quá tải.

Các máy biến áp liên lạc B1 và B2
+)Quá tải bình thường
Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây ta thấy công suất cuộn cao là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá
tải bình thường là:
cc bt TNdm
S k S≤ ×
Có : S
ccmax
= 125,62 (MVA)
Hệ số quá tải bình thường:
Nguyễn Thế Vụ Page 12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
bt TNdm
k S⇒ × =
1,3.300 = 390(MVA)>125,62
Nên khi làm việc bình thường máy biến áp không bị quá tải
+)Quá tải sự cố
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp nối bộ B3

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:

UT
qt TNdm UT TNdm
qt
S
k S S S
k
α
α
max

max
× × × ≥ ⇒ ≥
× ×
2
2

TNdm
S
,
,
, ,
⇒ ≥ =
× ×
89 89
64 21
2 1 4 0 5
< S
dmTN
= 300MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện sự cố.
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:

( )
ax
T
1 1
S S 89,89 44,95 MVA
2 2
m

UT
= × = × =
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 2 1 2
66,7 8,24 4,39 60,82( ).
2 5 2 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − × − = − × − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
60,82 – 44,95 = 15,87 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là
S
thiếu
=
( )
( ) ( ) ( )
max max
2 140,63 91,01 65,82 2 15,87 134,08
UT UT
vht UC b CC
S S S S+ − + × = + − + × =
(MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (171,17 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
Nguyễn Thế Vụ Page 13

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp liên lạc B2 .

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:

UT b
qt TNdm b UT TNdm
qt
S S
k S S S S
k
α
α
max
max
−
× × + ≥ ⇒ ≥
×

TNdm
S
, ,
,
, ,
−
⇒ ≥ =
×
89 89 65 82
34 39
1 4 0 5

< S
dmTN
= 300MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện sự cố.
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:
S
T
= S
UTmax
- S
b
= 24,07(MVA)
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
2 2
66,7 8,24 4,39 50,70( ).
5 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − − = − − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
56,70 – 24,07 = 32,63 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là :
S
thiếu

=
( )
( ) ( ) ( )
max max
140,63 91,01 65,82 32,63 133,19
UT UT
vht UC b CC
S S S S+ − + = + − + =
(MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (171,17 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
Tóm lại, các máy biến áp đã chọn hoàn toàn đảm bảo điều kiện quá tải bình thường lẫn quá tải sự cố.
Tính Tổn Thất Điện Năng
Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn B3
Nguyễn Thế Vụ Page 14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
Do bộ máy biến áp - máy phát làm việc với phụ tải bằng phẳng theo từng mùa nên tổn thất điện năng trong
mỗi máy biến áp hai dây cuốn có hai cuộn dây phân chia điện áp là:
∆A= 8760×∆P
0
+ ∆P
N
×
2 2
4320 4440
mua kho
b b
dmB dmB
S S
S S
 

   
 
× + ×
 ÷  ÷
 
   
 
Trong đó:
0
P∆
: tổn thất không tải của máy biến áp, kW

N
P∆
: tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

b
S
: công suất của bộ máy biến áp – máy phát, kVA

Bdm
S
: công suất định mức của máy biến áp, kVA
Thay số ta có:

B
B
A
A kWh
∆

∆
, ,
,
 
   
= × × × × + ×
 
 ÷  ÷
   
 
=
2 2
3
3
65 855 52 515
8760 80 310 4320 4440
80 80
2249803 5
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:
C 2 T 2 H 2
0 N N N i
C 2 T 2 H 2
N N N i
8760 180 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
185 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
Cmua Tmua Hmua
i i i
dmB dmB dmB
Ckho Tkho Hkho

i i i
dmB dmB dmB
S S S
A P
S S S
S S S
S S S
∆ = ×∆ + × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
+ × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
∑
∑
Trong đó:
C
N
P
∆
,
T
N
P
∆
,
H
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ

CT
N

P
∆
,
CH
N
P
∆
,
TH
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch cao- trung, cao – hạ, trung – hạ.
S
i
Cmua
, S
i
Tmua
, S
i
Hmua
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa mưa
S
i
Ckhô
, S
i
Tkhô
, S

i
Hkhô
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa khô.
α : hệ số có lợi, α = 0,5
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
C H T H
C C T
N N
N N
C
N
P P
P P
P kW
α α
∆ ∆
∆ ∆
∆
,
,
, ,
− −
−
 
= × + −
 ÷
 
 
= × + − =

 ÷
 
2 2
2 2
0 5
312 312
0 5 624 280
0 5 0 5
Nguyễn Thế Vụ Page 15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn trung
C H T H
C C T
N N
N N
C
N
P P
P P
P kW
α α
∆ ∆
∆ ∆
∆
,
,
, ,
− −
−
 

= × − +
 ÷
 
 
= × + − =
 ÷
 
2 2
2 2
0 5
312 312
0 5 624 280
0 5 0 5
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn hạ
C H T H
C C T
N N
N N
C
N
P P
P P
P kW
α α
∆ ∆
∆ ∆
∆
,
,
, ,

− −
−
 
= × − + +
 ÷
 
 
= × − + =
 ÷
 
2 2
2 2
0 5
312 312
0 5 624 750
0 5 0 5
2
Ci i
S t×
∑
= 63377,59
2
Ti i
S t×
∑
= 2074,717
2
Hi i
S t×
∑

= 46804,7
- Từ đó ta có :
∆A
TN
= 365.24.85 +
2
365
160
(280.63377,59 + 280.2074,717 + 750.46804,7) =
= 1302289 (KWh).
Phương án I có tổng tổn thất điện năng của các máy biến áp trong một năm là :
∆A
I
= ∆A
B1
+ ∆A
B2
+ ∆A
B3
=2 .1302289 + 3343224 = 5947802 (KWh).
2.2.a.Tính Dòng Điện Cưỡng Bức Của Các Mạch
Nguyễn Thế Vụ Page 16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Các mạch phía điện áp cao 220kV
*)Đường dây nối với hệ thống:
m
VHT
cb
C

S
I
U
ax
( )
,
,= = =
× ×
1
171 17
0 449
3 3 220
kA
*)Cuộn cao áp máy biến áp liên lạc:
+ Trong chế độ làm việc bình thường:
Trong chế độ làm việc bình thường cuộn cao tải công suất lớn nhất là:

cb BC
S S
2
= =
( ) max
101,12MVA
cb BC
cb
C C
S S
I kA
U U
( ) max

( )
,
,⇒ = = = =
× × ×
2
2
101 12
0 144
3 3 3 230
+Trong chế độ sự cố:
Khi sự cố máy biến áp bên trung :
I
cb
=
15,87
0,0377( )
3 3 230
C
dm
S
KA
U
= =
× ×
Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu .
I
cb
=
32,63
0,0753( )

3 3 230
C
dm
S
KA
U
= =
× ×
Vậy dòng làm việc cưỡng bức ở phía điện áp cao là:
C
cb cb cb CB
I I I I
( ) ( ) '
max{ , , }= =
1 2 2
0,449kA
Các mạch phía điện áp trung 110kV
Nguyễn Thế Vụ Page 17
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
*)Đường dây tải:
Đường dây kép:
cb
T
S
I kA
U
( )
dmdd
,
,

= = × =
× × × ×
3
40
2 0 159
3 2 3 110 0 89
*) Bộ máy phát – máy biến áp B3:
Fdm
cb
T
S
I kA
U
( )
,
, , ,= × = × =
× ×
4
66 7
1 05 1 05 0 413
3 3 110
*) Trung áp máy biến áp liên lạc:
(5)
3
cbT
cb
T
S
I
U

=
×
+ Khi bình thường :
( )
T Tb
S S S
( )
max
= × − =
5
1
2
- 13,1516 MVA
+ Khi B3 sự cố :
T
S S
( )
max
= =
5
1
2
36,5169 MVA
+ Khi B2 sự cố :
( )
T Tb
S S S
( )
max
= − =

5
2,9104 MVA
Do đó
cb
T
S
I kA
U
( )
( )
,
,= = =
× ×
5
5
36 5169
0 174
3 3 121
Vậy dòng làm việc cưỡng bức phía 110kV là:
T
cb cb cb cb
I max I I I
( ) ( ) ( )
{ , , }= =
3 4 5
0,413 kA
Các mạch phía điện áp máy phát 10,5kV
*)Mạch máy phát:
F dm
cb

F
S
I kA
U
( )
,
, , ,
,
= × = × =
× ×
7
1
66 7
1 05 1 05 4 33
3 3 10 5
*)Đường dây tải:
+ Đường dây đơn:
cb
T
S
I kA
U
( )
max
,
,
, ,
= = =
× × ×
8

1 5
0 16
3 3 10 5 0 85
+ Đường dây kép
cb
T
S
I kA
U
( )
max
,
, ,
= = × =
× × × ×
8
2
2 0 26
3 2 3 10 5 0 85
Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức phía điện áp máy phát là:
F
cb cb cb
I max I I
( ) ( )
{ , }= =
7 8
4,33kA
Nguyễn Thế Vụ Page 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
B .Phương án 2


2.1.b.Chọn Máy Biến Áp
Chọn MBA 2 cuộn dây B4
Máy biến áp hai dây quấn B4

được chọn theo điều kiện:
B dm Fdm
S S≥
3
Máy phát F5 có công suất phát định mức:
F dm Fdm
S S
3
= =
66,7(MVA)
Do đó ta có thể chọn được MBA B4 có các thông số kĩ thuật:
→ Chọn MBA TДЦ có S
đmB
= 80 MVA có các thông số
Loại MBA S
đm
( MVA) U
C
( kV) U
H
( kV) ΔP
o
( kW) ΔP
N
( kW) U

N
% I
o
%
TДЦ 80 121 10,5 70 310 10,5 0,55
Chọn MBA 2 cuộn dây B1
Máy biến áp hai dây quấn B1

được chọn theo điều kiện:
B dm Fdm
S S≥
3
Máy phát F1 có công suất phát định mức:
Fdm F dm F dm
S S S= + =
1 2
133,4(MVA)
Do đó ta có thể chọn được MBA B1 có các thông số kĩ thuật:
Nguyễn Thế Vụ Page 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
→ Chọn MBA TPДЦH có S
đmB
= 160 MVA có các thông số
Loại MBA S
đm
( MVA) U
C
( kV) U
H
( kV) ΔP

o
( kW) ΔP
N
( kW) U
N
% I
o
%
TPДЦH 160 230 11 140 525 12 0,6
Chọn MBA tự ngẫu B2, B3
Máy biến áp tự ngẫu B2, B3 được chọn theo điều kiện:
B dm B dm Fdm
S S S
α
= ≥ ×
1 2
1
Trong đó :
220 110
0,5
110
C T
C
U U
U
α
−
−
= = =
Do đó :

B dm B dm
S S
α
, ,= ≥ × =
1 2
1
66 67 133 4
(MVA)
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu ba pha B1, B2:
→ Chọn MBA ATДЦTH có S
đmB
= 160 MVA có các thông số
Tham Số S
đm
(MVA)
U (kV) P
0
(Kw)
P
n
(kW) U
n
%
I
0
%
Mã Hiệu
C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H
ATДЦTH 160 230 121 11 100 380 - - 11 32 20 0,5
2.2.b. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

Đối với máy biến áp hai cuộn dây B4
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết
công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua
mỗi máy biến áp bằng:
Do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
Mùa mưa:
ax
1 1
66,7 4,39 65,82( )
5 5
mua mua m
b dmF td
S S S MVA
= − × = − × =
Mùa khô:
Nguyễn Thế Vụ Page 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

ax
1 1
0,8 0,8 66,7 4,39 52,48( )
5 5
kho kho m
b dmF td
S S S MVA
= × − × = × − × =
Đối với máy biến áp hai cuộn dây B1
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây, ta cho phát hết
công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua
mỗi máy biến áp bằng:

Do nhà máy thủy điện phát công suất theo 2 mùa:
Mùa mưa:

ax
2 2
160 4,39 159,122( )
5 5
mua mua m
b dmF td
S S S MVA
= − × = − × =
Mùa khô:

ax
2 2
0,8 0,8 160 4,39 127,298( )
5 5
kho kho m
b dmF td
S S S MVA
= × − × = × − × =
Đối với máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
- Công suất qua cuộn dây điện áp cao được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( ) ( )
CC vht UC b
S t S t S t S= + −
 
 
1

2
- Công suất qua cuộn dây điện trung được phân bố theo biểu thức sau :

( ) ( )
CT UT b
S t S t S= −
 
 
1
2
- Công suất qua cuộn dây điện áp hạ được tính theo biểu thức sau:

( ) ( ) ( )
CH CC CT
S t S t S t= +
Kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA B2,B3 được ghi trong bảng:
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu mùa mưa
S
CC
55,36 55,36 59,80 60,22 55,77 55,36 50,00 54,53 54,95 59,39 59,80
S
CT
7,09 7,09 2,65 2,65 7,09 7,09 12,04 7,09 7,09 2,65 2,65
S
CH
62,45 62,45 62,45 62,87 62,86 62,45 62,04 63,62 64,04 64,04 62,45
Bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của tự ngẫu mùa khô
Nguyễn Thế Vụ Page 21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
S

CC
35,37 35,37 39,81 40,23 35,78 35,37 30,01 34,54 34,96 39,40 39,81
S
CT
13,76 13,76 9,32 9,32 13,76 13,76 18,71 13,76 13,76 9,32 9,32
S
CH
49,13 49,13 49,13 49,55 49,54 49,13 48,72 48,30 48,72 48,72 49,13
Kiểm Tra Quá Tải Các MBA
Máy biến áp nội bộ B4 ,B1
Vì máy biến áp này đã được chọn lớn hơn 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 máy
biến áp B4 ta không cần phải kiểm tra quá tải.
Các máy biến áp liên lạc B2 và B3
+)Quá tải bình thường
Từ bảng phân bố công suất các cuộn dây ta thấy công suất cuộn cao là lớn nhất và điều kiện kiểm tra quá
tải bình thường là:
cc bt TNdm
S k S≤ ×
Có : S
ccmax
= 60,22
Hệ số quá tải bình thường:
bt TNdm
k S⇒ =
1,3.160=208MVA>60,22
Nên khi làm việc bình thường máy biến áp không bị quá tải
+)Quá tải sự cố
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp nối bộ B4
Nguyễn Thế Vụ Page 22

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:

UT
qt TNdm UT TNdm
qt
S
k S S S
k
α
α
max
max
× × × ≥ ⇒ ≥
× ×
2
2

TNdm
S
,
,
, ,
⇒ ≥ =
× ×
89 89
64 21
2 1 4 0 5
< S

dmTN
= 160MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện sự cố.
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:

( )
ax
T
1 1
S S 89,89 44,945 MVA
2 2
m
UT
= × = × =
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 1 1 1
66,7 8,24 4,39 61,702( ).
2 5 2 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − × − × = − × − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
61,702 – 44,945 = 16,757 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là

S
thiếu
=
( )
( )
max max
2
UT UT
vht UC b CC
S S S S+ − + × =
171,17 – 2.16,757 = 84,7301 (MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (171,17 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
 Xét trường hợp sự cố máy biến áp liên lạc B3 .
Nguyễn Thế Vụ Page 23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN

Điều kiện kiểm tra quá tải sự cố là:

UT b
qt TNdm b UT TNdm
qt
S S
k S S S S
k
α
α
max
max
−
× × + ≥ ⇒ ≥

×

TNdm
S
, ,
,
, ,
−
⇒ ≥ =
×
89 89 65 82
4 1557
1 4 0 5
< S
dmTN
= 160MVA
→ máy biến áp tự ngẫu thoả mãn điều kiện sự cố.
+ Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố :
- Công suất qua cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu:
S
T
= S
UTmax
- S
b
= 2,9104(MVA)
- Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu :

max
1 1 1 1

66,7 14,63 4,39 32,914( ).
2 5 2 5
UT
H dmF dp td
S S S S MVA= − × − = − × − × =
- Công suất truyền qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu :

C H T
S S S= − =
32,914 – 2,9104 = 30,0036 MVA
- Khi đó, công suất phát lên hệ thống là 171,17 (MVA), vì thế lượng công suất thiếu là
S
thiếu
=
( )
( )
max maxUT UT
vht UC b CC
S S S S+ − + =
114,7337 - 30,0036 = 84,7301 (MVA)
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (171,17 MVA) nên máy biến áp đã chọn thoả mãn .
Tóm lại, các máy biến áp đã chọn hoàn toàn đảm bảo điều kiện quá tải bình thường lẫn quá tải sự cố.
Tính Tổn Thất Điện Năng
Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn B3
Do bộ máy biến áp - máy phát làm việc với phụ tải bằng phẳng theo từng mùa nên tổn thất điện năng trong
mỗi máy biến áp hai dây cuốn có hai cuộn dây phân chia điện áp là:
Nguyễn Thế Vụ Page 24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN
∆A= 8760×∆P
0

+ ∆P
N
×
2 2
4320 4440
mua kho
b b
dmB dmB
S S
S S
 
   
 
× + ×
 ÷  ÷
 
   
 
Trong đó:
0
P∆
: tổn thất không tải của máy biến áp, kW

N
P∆
: tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW

b
S
: công suất của bộ máy biến áp – máy phát, kVA


Bdm
S
: công suất định mức của máy biến áp, kVA
Thay số ta có:
∆A
4
= 8760 × 70 + 310 ×






×+×
4440
2
)
80
48,52
(4320
2
)
80
82,65
(

= 2112042,5 kWh
∆A
1

= 8760 × 140 + 525 ×
159,122 127, 298
2 2
( ) 4320 ( ) 4440
160 160
 
× + ×
 
 

=3764762,248 kWh
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc
Tổn thất điện năng trong máy biến áp liên lạc tính theo công thức:
C 2 T 2 H 2
0 N N N i
C 2 T 2 H 2
N N N i
8760 180 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
185 [ P ( ) P ( ) P ( ) ] t
Cmua Tmua Hmua
i i i
dmB dmB dmB
Ckho Tkho Hkho
i i i
dmB dmB dmB
S S S
A P
S S S
S S S
S S S

∆ = ×∆ + × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
+ × ∆ × + ∆ × + ∆ × ×∆
∑
∑
Trong đó:
C
N
P
∆
,
T
N
P
∆
,
H
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ

CT
N
P
∆
,
CH
N
P
∆

,
TH
N
P
∆
: tổn thất công suất ngắn mạch cao- trung, cao – hạ, trung – hạ.
S
i
Cmua
, S
i
Tmua
, S
i
Hmua
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa mưa
S
i
Ckhô
, S
i
Tkhô
, S
i
Hkhô
: công suất các phía cao, trung, hạ tại từng thời điểm theo mùa khô.
α : hệ số có lợi, α = 0,5
Tổn thất ngắn mạch trong các cuộn dây
- Tổn thất ngắn mạch trong cuộn cao
Nguyễn Thế Vụ Page 25