THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



CHƯƠNG 1 :

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
1.1.

TỔNG QUAN :

Phụ tải điện bao gồm các thiết bị hoặc là các khu vực tiêu thụ điện. Tại mỗi thời
điểm nhất định thì các nhà máy điện phát ra một lượng công suất tác dụng và công
suất phản kháng nhất định để cung cấp cho các phụ tải này và tổn thất công suất trong
lưới điện, tự dùng của nhà máy… Đây là đặc điểm quan trọng trong quá trình sản xuất
và tiêu thụ điện.
Ý nghĩa thực tế của việc xây dựng đồ thị phụ tải ở chỗ cho phép ta phân tích
hiệu quả điều khiển tải, vận hành qua đồ thị phụ tải. Từ đó chúng ta có thể dựa vào đó
để dự báo, phân tích, tính tốn các bài tốn kinh điển của hệ thống điện cũng như điều
khiển hộ tiêu thụ, xây dựng các công cụ dự báo theo bất kỳ các tham số nào tạo nên sự
tiêu thụ điện.
Vì vậy phụ tải điện là số liệu ban đầu cần phải có hoặc khảo sát kỹ trước khi bắt
đầu thực hiện bài tốn thiết kế cung cấp điện. Việc có được số liệu phụ tải giúp cho
người thiết kế xây dựng được đồ thị phụ tải cho từng khu vực một cách chính xác
nhằm xác định dung lượng nguồn cung cấp, từ đó đáp ứng được u cầu của bài tốn
thiết kế một cách tốt nhất.
1.1.1. Đồ thị phụ tải :
Đồ thị phụ tải thể hiện sự thay đổi công suất tác dụng, phản kháng của các phụ
tải trong từng thời điểm cụ thể. Do nhu cầu tiêu thụ điện của các phụ tải tại mỗi thời
điểm là khác nhau nên các máy phát trong các nhà máy điện cũng cần có sự thay đổi
tương ứng.

Phân loại :
+ Theo cơng suất : đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị phụ tải công suất
phản kháng, đồ thị phụ tải công suất biểu kiến.
+ Theo thời gian : đồ thị phụ tải ngày, đồ thị phụ tải năm…
+ Theo vị trí đo : đồ thị của nhà máy điện, đồ thị phụ tải của toàn hệ thống, …
1.1.2. Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải :
+ Dựa trên mức tiêu thụ điện của khu vực mà nhà máy sẽ cung cấp, điều này sẽ
quyết định công suất của nhà máy sẽ thiết kế.
+ Đồ thị phụ tải của nhà máy là tổng các đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp cộng
với phát về hệ thống và tự dùng của nhà máy.
GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

1


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Thông thường, đồ thị phụ tải được xây dựng dưới dạng đồ thị phụ tải ngày.
Nghiên cứu đồ thị phụ tải ngày để biết được tình trạng làm việc của các thiết bị trong
phân xưởng hay trong xí nghiệp,... từ đó có thể điều chỉnh phụ tải sao cho đồ thị được
bằng phẳng hơn nhằm giảm bớt công suất cực đại mà nguồn phải cung cấp.
1.2.

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY :

1.2.1. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220 kV :

Pmax = 220 MW ; Pmin = 150 MW ; cos ϕ = 0.8; số đường dây : 2
Smax =

Pmax 220
=
= 275 (MVA)
cos φ 0.8

Smin =

Pmin 150
=
= 187 (MVA)
cos φ 0.8

Bảng 1.1 :Phân bố phụ tải cấp điện áp 220 kV
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

S (MVA)

187


200

220

230

11 – 13 13 – 17 17 – 22 22 – 24
250

260

275

190

Đồ thị phụ tải :

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220 kV
GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

2


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



1.2.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 kV :

Pmax = 100 MW ; Pmin = 60 MW ; cos ϕ = 0.84 ; số đường dây : 4
Smax =

Pmax
100
=
≈ 119 (MVA )
cos φ 0.84

Smin =

Pmin
60
=
≈ 71 (MVA )
cos φ 0.84

Bảng 1.2 : Phân bố phụ tải cấp điện áp 110 kV
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

S (MVA)


71

80

90

95

11 – 13 13 – 17 17 – 22 22 – 24
100

110

119

105

Đồ thị phụ tải :

Hình 1.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 kV
1.2.3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22 kV :
Pmax = 30 MW ; Pmin = 15 MW ; cos ϕ = 0.82 ; số đường dây : 6
Smax =

Pmax
30
=
≈ 36 (MVA )
cos φ 0.82


Smin =

Pmin
15
=
≈ 18 (MVA)
cos φ 0.82

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

3


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Bảng 1.3: Phân bố phụ tải cấp điện áp 22 kV
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11


S (MVA)

18

20

22

26

11 – 13 13 – 17 17 – 22 22 – 24
29

32

36

25

Độ thị phụ tải :

Hình 1.3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22 kV
1.2.4 Đồ thị phụ tải phát về hệ thống :
Nhu cầu sử dụng điện của các nhóm đối tượng khách hàng ln khác nhau nên
tạo ra tính chất phụ tải chênh lệch lớn giữa giờ cao điểm và thấp điểm. Biên độ chênh
lệch phụ tải càng lớn sẽ khiến cho việc điều hành hệ thống điện rất khó khăn và hao
tổn kinh tế. Khi đó một số nhà máy nhiệt điện được đầu tư chỉ để vận hành vào giờ cao
điểm với số giờ vận hành hàng năm thấp mà giá phát điện cao làm cho chi phí phát
điện tồn hệ thống rất cao. Do đó cần san bằng đồ thị phụ tải để phụ tải tổng tương đối
bằng phẳng, giúp cân bằng hệ thống.

Ngoài việc cung cấp cho các phụ tải, nhà máy cịn có nhiệm vụ cung cấp cho hệ
thống 1700000 MWh/năm, hệ số công suất của hệ thống là 0.84.
Điện năng phát cho hệ thống trong một ngày:
Anam 1700000
=
= 4657.534 (MWh)
365
365

A ngày =

Cơng suất trung bình phát cho hệ thống trong một giờ :
Ptb =

Ang
24

=

4657.534
≈ 194.064 (MW)
24

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

4



THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

Stb =



Ptb
194.064
=
≈ 231.029 (MVA)
cos φ
0.84

Bảng1.4:Phân bố công suất nhà máy phát về hệ thống:
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

S (MVA)

310

290


260

230

210

190

177

250

P (MW)

260.4

243.6

218.4

193.2

176.4

159.6

148.68

210


487.2

655.2

579.6

352.8

638.4

743.4

420

A (MWh)

781.2

11 – 13 13 – 17 17 – 22 22 – 24

Kiểm tra lại:
A = (781.2 + 487.2 + 655.2 + 579.6 + 352.8 + 638.4 + 743.4 + 420) × 365 = 1700097 (MWh)

Đồ thị phụ tải:

Hình 1.4. Đồ thị phụ tải công suất nhà máy phát về hệ thống

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM


5


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



1.2.5. Đồ thị phụ tải tự dùng :
Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và phát về hệ thống, ta có phụ tải tổng:
S∑ = S220kV + S110kV + S22kV + SHT
Bảng 1.5: Phân bố công suất tổng của nhà máy
t (h)
P220(MW)

0–3
149.6

3–5
160

5– 8
176

8– 11
184

11 – 13
200


13 – 17
208

17 – 22
220

22 – 24
152

Q220(MVAR)

112.2

120

132

138

150

156

165

114

P110(MW)

59.64


67.2

75.6

79.8

84

92.4

99.96

88.2

Q110(MVAR)

38.52

43.41

48.83

51.55

54.26

59.68

64.57


56.97

P22(MW)

14.76

16.4

18.04

21.32

23.78

26.24

29.52

20.5

Q22(MVAR)

10.30

11.45

12.59

14.88


16.60

18.32

20.61

14.31

PHT(MW)

260.4

243.6

218.4

193.2

176.4

159.6

148.68

210

QHT(MVAR)

168.20


157.35

141.07

124.79

113.94

103.09

96.04

135.65

St(MVA)

585.69

589.68

591.67

580.67

588.66

591.66

606.65


569.69

Tính tốn tự dùng cho nhà máy, với tự dùng của nhà máy là 7%, ta có cơng suất tự
dùng của nhà máy được tính như sau:
Std = α .Sdat .(0.4 + 0.6

St
)
Sdat

Với Sđat = 650 MVA ;

α = 7%

Bảng 1.6 : Phân bố công suất tự dùng của nhà máy:
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

11 – 13 13 – 17

17 – 22


22 – 24

St (MVA)

585.69

589.68

591.67

580.67

588.66

591.66

606.65

569.69

Std (MVA)

42.80

42.97

43.05

42.59


42.92

43.05

43.68

42.13

Ptd (MW)

36.380

36.525

36.593

36.202

36.482

36.593

37.128

35.811

Qtd (MVAR)

22.546


22.636

22.678

22.436

22.610

22.678

23.010

22.193

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

6


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Đồ thị phụ tải:

Hình 1.5. Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy
1.2.6. Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy (kể cả tự dùng):
Tồng hợp công suất tổng khi chưa tính đến tự dùng và cơng suất tự dùng ta có

cơng suất tổng của nhà máy :

Stổng = Stổng chưa tính đến tự dùng + Stự dùng

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

7


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Bảng 1.7 : Phân bố phụ tải tổng hợp của nhà máy
t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

11 – 13 13 – 17 17 – 22

22 – 24


Pt (MVA)

484.4

487.2

488.04

478.32

484.18

486.24

498.16

470.7

Qt (MVA)

329.22

332.21

334.49

329.22

334.8


337.09

346.22

320.93

Ptd (MW)

35.952

36.095

36.162

35.776

36.053

36.162

36.691

35.389

Qtd (MVAR)

23.223

23.315


23.358

23.109

23.288

23.358

23.700

22.859

S (MVA)

628.49

632.65

634.72

623.26

631.59

634.71

650.33

611.82


Đồ thị phụ tải :

Hình 1.6 Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

8


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



1.2.7. Nhận xét:
Dựa vào đồ thị tổng của nhà máy, ta thấy :
- Trong khoảng thời gian từ : 5 – 8h ; 8 – 11h hàng ngày ( đây là khoảng thời
gian làm việc, sản xuất) nhà máy phát ra một lượng công suất là rất lớn.
- Trong khoảng thời gian từ :13 – 22h hàng ngày ( đây là khoảng thời gian
dùng cho sinh hoạt vui chơi trong ngày) lượng công suất tiêu thụ cũng lớn.
- Khoảng thời gian từ : 22 – 24h thì nhà máy phát lên hệ thống là chủ yếu.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

9



THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



CHƯƠNG 2 :

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN
2.1.

CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CƠNG SUẤT CÁC TỔ MÁY PHÁT:
Khi tiến hành chọn cơng suất máy phát cần lưu ý một số vấn đề sau:

+ Khộng nên chọn công suất quá thấp sẽ dẫn đến máy phát điện không đủ công
suất cần thiết, bị quá tải, giảm tuổi thọ máy phát. Cũng không nên chọn công suất quá
cao sẽ dẫn đến đầu tư vốn cao không cần thiết, máy phát điện chạy thường xuyên non
tải cũng làm tăng tiêu hao nhiêu liệu và giảm tuổi thọ.
+ Việc lựa chọn công suất các máy điện quay không hợp lý với công suất của tải
dẫn đến hệ số mang tải của máy điện quay thấp, hệ số sử dụng nhỏ...
+ Công suất của mỗi tổ máy không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
+ Tổng công suất của các tổ máy phát phải lớn hơn tổng công suất phụ tải của
nhà máy.
+ Thông thường, chọn các tổ máy phát giống nhau để dễ lắp đặt, vận hành cũng
như bảo trì.
+ Máy phát có cơng suất lớn thì vốn đầu tư ban đầu cũng lớn.
+ Máy phát điện có cơng suất càng lớn thì vốn đầu tư ,tiêu hao nhiên liệu đề sản
xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ.
Ta nhận thấy: StMax = 650.48 (MVA) (thời gian từ 8 – 11h).
Chọn 3 tổ máy phát, công suất mỗi tổ 235.3 MVA :
S3 MP = 3 × 235.3 = 705.9(MVA) > Stmax


Chọn tổ máy phát có số hiệu TBB-220-2AY3.

Bảng 2.1: Thông số máy phát TBB-220-2AY3[1,PL2,Trang 205]
Pđm
N
Sđm
(v/ph) (MVA) (MW)

Uđm
(kV)

3000

15.75 8.625 0.85 0.272 0.1805

235.3

200

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

Iđm
(kA)

cosϕ

x”d

x’d


xd

x2

x0

2.106

0.22

0.0995

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

10


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



2.2 TÍNH LẠI CÔNG SUẤT TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY
Std = α .Sdat .(0.4 + 0.6

St
)
Sdat

Với Sđat = 705 MVA, α = 7% tính lại cơng suất tự dùng của nhà máy:
Bảng 2.2 : Bảng phân bố phụ tải tự dùng nhà máy

t (h)

0–3

3–5

5– 8

8– 11

11 – 13 13 – 17

17 – 22

22 – 24

St (MVA)

628.49

632.65

634.72

623.26

631.59

634.71


650.33

611.82

Std (MVA)

46.14

46.31

46.40

45.92

46.27

46.40

47.05

45.44

Ptd (MW)

39.219

39.364

39.440


39.032

39.330

39.440

39.993

38.624

Qtd (MVAR)

24.306

24.395

24.443

24.190

24.374

24.443

24.785

23.937

2.3.


CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHÍNH:

2.3.1. Một số vấn đề cần lưu ý:
Trong các nhà máy điện các thiết bị điện được nối với nhau theo một sơ đồ nhất
định gọi là sơ đồ nối điện. Việc chọn sơ đồ nối điện là khâu quan trọng khi thiết kế nhà
máy điện.
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn sơ đồ nối điện :
+ Vai trị, vị trí của nhà máy điện trong hệ thống điện.
+ Số lượng, công suất của các máy phát, máy biến áp và đường dây.
+ Công suất của phụ tải địa phương và phụ tải ở các cấp điện áp cao.
+ Yêu cầu về mức độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải địa phương.
+ Sơ đồ và điện áp của lưới điện thuộc hệ thống đi qua khu vực nhà máy.
+ Công suất dự trữ của hệ thống.
+…
Khi chọn sơ đồ nối điện của nhà máy cần chú ý đến sơ đồ phát triển của hệ
thống điện và lưới điện trong tương lai (khoảng 10 năm); chú ý đến điện áp lưới điện
mà nhà máy điện sẽ phát công suất vào, phụ tải mỗi cấp,…

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

11


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Công suất của máy biến áp tăng phải chọn đủ lớn để có thể truyền tải tồn bộ

cơng suất thừa của nhà máy vào lưới điện cao áp trong những thời điểm phụ tải địa
phương cực tiểu.
Thường dùng máy biến áp từ ngẫu để liên lạc giữa các thiết bị phân phối điện
áp cao hoặc dùng để nối máy phát với các cấp điện áp cao.
2.3.2.Các phương án nối điện chính:
UMP = 22 kV ; UH = 22 kV => UMP = UH
a.

Phương án 1:

Hình 2.1. Sơ đồ nối điện phương án 1.
b.

Phương án 2:

Hình 2.2. Sơ đồ nối điện phương án 2.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

12


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



c. Phương án 3:


Hình 2.3. Sơ đồ nối điện phương án 3.
d. Phương án 4:

Hình 2.4. Sơ đồ nối điện phương án 4.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

13


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



e. Phương án 5:

Hình 2.5. Sơ đồ nối điện phương án 5.
f. Phương án 6:

Hình 2.6. Sơ đồ nối điện phương án 6.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

14



THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



g. Phương án 7:

Hình 2.7. Sơ đồ nối điện phương án 7.
h. Phương án 8:

Hình 2.8. Sơ đồ nối điện phương án 8.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

15


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



i. Phương án 9:

Hình 2.9. Sơ đồ nối điện phương án 9.
j. Phương án 10:

Hình 2.10. Sơ đồ nối điện phương án 10.
k. Phương án 11:


Hình 2.11. Sơ đồ nối điện phương án 11.
Chọn phương án 3 và 10 vì có sơ đồ nối điện tương đối đơn giản, tính liên tục
trong cung cấp điện cao, độ tin cậy của hệ thống trong nhà máy. Số lượng máy biến áp
ít có lợi về mặt kinh tế.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

16


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



2.4. CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CHO CÁC TỔ MÁY:
Dựa vào đồ thị phụ tải tổng của nhà máy, ta thiết lập được các chế độ vận hành
cho các tổ máy theo từng thời điểm khác nhau. Với các phương án đã chọn, ta thiết lập
các chế độ vận hành cùng công suất cho các tổ máy, chế độ vận hành này giúp vận
hành cũng như điều chỉnh dễ dàng.

Bảng 2.3 : Chế độ vận hành của các tổ máy
t (h)

0–3

3–5

5– 8


8– 11

11 – 13

13 – 17

17 – 22

22 – 24

S (MVA)

628.49

632.65

634.72

623.26

631.59

634.71

650.33

611.82

S 1 tổ máy

(MVA)

209.60

207.87

210.65

211.69

216.90

P 1 tổ máy
(MW)

178.160 179.342 179.937 176.690 179.053 179.937 184.365 173.443

210.99

211.69

204.05

Q 1 tổ máy 110.414 111.146 111.515 109.502 110.967 111.515 114.259 107.490
(MVAR)
%Svh-tổ

82.85

83.40


GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

83.67

82.16

83.26

83.67

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

85.73

80.65

17


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



CHƯƠNG 3 :

CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC
3.1.

TỔNG QUAN:


Máy biến áp (MBA) là thiết bị dùng để truyền tải tải điện năng từ điện áp này
đến điện áp khác. Máy biến áp lực là thành phần thiết yếu của hệ thống truyền tải điện
và thường là tài sản giá trị nhất trong trạm biến áp.
Thông thường một nhà máy nằm ở xa nơi tiêu thụ. Điện áp do các máy phát
phát ra thường thấp. Muốn truyền tải điện năng với một điện áp lớn thì người ta dùng
MBA. Người ta thường dùng các MBA tăng áp tại nhà máy và MBA hạ áp tại những
nơi tiêu thụ.
Đối với một hệ thống điện lớn thì phải qua nhiều lần tăng áp và giảm áp mới
đến đưa được điện năng tới nơi tiêu thụ. Tuy vậy, tổn thất qua MBA là rất lớn.
3.1.1. Một số vấn đề lưu ý về máy biến áp :
MBA thường được chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra
trong chuyên chở chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nên trọng lượng chuyên chở là rất lớn. Vì vậy
cần chú ý phương tiện và khả năng chuyên chở khi xây lắp.
Công suất định mức của MBA được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của từng
quốc gia, thường cách nhau rất lớn, nhất là khi công suất càng lớn. Vì vậy, nếu tính
tốn khơng chính xác thì phải chọn MBA có cơng suất lớn khơng cần thiết.
Khi chọn MBA cần tính đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai,
tránh trường hợp vừa xây dựng xong lại phải thay đổi hoặc đặt thêm MBA.
MBA không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng.
3.1.2. Phân loại :
MBA một pha, ba pha.
MBA hai cuộn dây, ba cuộn dây.
MBA có cuộn dây phân chia.
MBA từ ngẫu một pha, ba pha…

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM


18


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



3.1.3. Làm mát máy biến áp :
Khi làm việc, do tổn thất trong lõi thép và các cuộn dây, trong MBA luôn sinh
ra một lượng nhiệt rất lớn. Để giữ cho nhiệt độ ở các phần của MBA nằm trong giới
hạn cho phép để đảm bảo sự làm việc chắc chắn của MBA trong suốt thời gian làm
việc thì cần có các biện pháp toả nhiệt tốt từ MBA ra môi trường xung quanh. Tuỳ
thuộc vào cấu tạo, công suất của MBA mà người ta sử dụng các biện pháp làm mát
khác nhau.
Một số biện pháp làm mát MBA: Tuần hoàn tự nhiên, tuần hồn bằng dầu có
thêm quạt để tăng khả năng trao đổi và toả nhiệt, tuần hoàn cưỡng bức dầu có thêm
quạt, làm mát bằng nước…
3.1.4. Quá tải máy biến áp :
MBA có những lúc vận hành non tải nhưng cũng có những lúc vận hành quá tải
trong một khoảng thời gian mà không làm hỏng ngay MBA. Vấn đề cần đặt ra là phải
xác định được công suất mà MBA có thể tải được và thời gian làm việc cho phép
tương ứng.
Người ta phân biệt hai trường hợp quá tải của MBA là quá tải bình thường và
quá tải sự cố.
a.

Quá tải bình thường:

Quá tải bình thường là q tải thường xun xảy ra của MBA, có tính chất chu
kỳ. Các bước tiến hành khi xét chế độ quá tải bình thường của MBA :

+ Đẳng trị đồ thị phụ tải qua MBA về dạng đồ thị phụ tải có hai bậc.
+ Xác định hệ số K2đt :
K2đt =

∑ K ×T
∑T
2
i

i

với Ki =

i

Si
S dmMBA

Trong đó : Si , Ti là công suất và thời gian quá tải
Nếu K2đt ≥ 0.9KMax thì K2 = K2đt , T2 = ∑Ti
Nếu K2đt ≤ 0.9KMax thì K2 = 0.9KMax , tính lại T2 =

+ Xác định hệ số K1 :

K1 =

∑K

2
i


∑K

2
i

× Ti

( 0.9 × K Max )

2

× Ti

10

Với Ti được xác định trong khoảng thời gian 10h trước khi xảy ra quá tải. Nếu
khơng đủ 10h thì lấy phần sau khi q tải, nếu trước hoặc sau khi quá tải không đủ 10h
thì lấy phần trước cộng với phần sau cho đủ 10h vì là đồ thị phụ tải hàng ngày. Nếu
GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

19


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP




cộng cả phần trước và sau vẫn khơng đủ 10h thì MBA đã chọn không đủ khả năng tải
mà phài chọn MBA có cơng suất lớn hơn.
b.

Q tải sự cố :

Thực tế vận hành thì sự cố MBA ít xảy ra. Để đảm bảo tính liên tục trong cung
cấp điện, có thể cho phép MBA làm việc với hệ số quá tải sự cố lớn hơn bình thường,
MBA được phép quá tải 40% không quá 5 ngày đêm với thời gian quá tải mỗi ngày
không quá 6h và hệ số phụ tải ban đầu trước lúc quá tải K1sc không quá 0.93.
Hệ số quá tải sự cố : Kqtsc = 1.4 đối với MBA đặt ngoài trời.
Kqtsc = 1.3 đối với MBA đặt trong nhà.

*

Đối với máy biến áp từ ngẫu:
Công suất truyền qua cuộn cao và cuộn trung có thể bằng công suất MBA

nhưng công suất truyền qua cuộn hạ chỉ bằng α.SMBA với α = 1 −

UT
gọi là hệ số lợi
UC

của MBA từ ngẫu.
3.2.

CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN:

3.2.1. Phương án 1:


Hình 3.1. Sơ đồ nối điện phương án 1.

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

20


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

a.



Chọn máy biến áp T1:
SđmMBA = SđmMF = 235.3 ( MVA)

Chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây TДЦГ có Sđm B = 250 (MVA) với các thông số
như sau:
Bảng 3.1 Thông số máy biến áp TДЦГ [1, phụ lục 3, Trang 241]

UN (%)

250
b.

Tổn thất (kW)


Uđm (kV)

Sđm
(MVA)

Cao

Hạ

242

22

11

i (%)

0.5

ΔP0

ΔPN

207

600

Chọn máy biến áp T4 và T5:
Hai MBA T4 , T5 giống nhau, chỉ tính cho 1 MBA.
α = 1−


Hệ số mẫu:

UT
110
= 1−
= 0.5
UC
220

Cơng suất cuộn hạ :
SH-TN-max =2* Smf – S22min =2*235.3-18=452.6(MVA)
STN-max =
STN -dm ≥

S H −TN

α

=

452.6
=905.2 (MVA)
0 .5

STN -max 905.2
=
= 150.87 (MVA)
2*3
6


Do MBA TN T4 , T5 làm việc song song nên xét SC mất một máy biến áp.
Máy biến áp có cơng suất lớn, vì vậy chọn máy biến áp tự ngẫu một pha. Máy biến áp
được chọn là máy biến áp AOДЦTГ .
Chọn 3 MBA từ ngẫu 1 pha có số hiệu AOДЦTГcó Sđm B = 160 (MVA) với các thông
số như sau:

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

21


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Bảng 3.2: Thông số máy biến áp OTДTΓA [5, Bảng 1.53, Trang 74]
Tổn thất (kW)
UN (%)

Điện áp ( kV)

Sđm

160

ΔPN


i(%)

(MVA)

ΔP0
Cao Trung

Hạ

C/T

C/H

T/H

220

22

12

12

16

121

1.2

245


C/T

C/H

T/H

480

210

280

Xét quá tải sự cố.( một máy biến áp nghỉ)
Chọn : Kqtsc = 1.4 ( MBA đặt ngồi trời)
Kqtsc × SđmT4,T5 > Stải-Max
= > SđmT4,T5 >

S TN − Max
905.4
=
= 215.57 (MVA)
K qtsc
1.4*3

Trường hợp này MBA không thỏa QTSC, nên ta sử dụng công suất dự trữ bù vào
( m.S mf − S 22 min ) * 2 − K qtsc .SdmB *3 ≤ S duphongHT * 2
Ỵ

233.2 ≤ 1200( thỏa)


Vậy ta có thể chọn MBA này

3.2.2. Phương án 2:

Hình 3.3. Sơ đồ nối điện phương án 2.

a.

Chọn máy biến áp T1 và T2:

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

22


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Hai MBA T1, T2 giống nhau, chỉ tính cho 1 MBA.
UC = 110 (kV), UH = 22 (kV) ;
Stải-Max =( Smf –SH-Max )=235.3-18=217.3(MVA)
S dmB ≥

Stai − Max
217.3
=

= 108.65 (MVA)
2
2

Ta chọn MBA có Sđm B = 125 (MVA) với các thông số như sau:
Bảng 3.4: Thông số máy biến áp ONAF.[phụ lục 3,Trang 240]
Sđm
(MVA)
125

Tổn thất (kW)

Uđm (kV)
UN (%)
Cao

Hạ

110

22

10.5

i (%)

0.55

ΔP0


ΔPN

100

520

Xét QTSC khi một máy biến áp nghỉ
Chọn : Kqtsc = 1.4 ( MBA đặt ngồi trời)
Kqtsc × SđmT5,T6 > Stải-Max
= > SđmT5,T6 >

S H − Max
217.3
=
= 155.21 (MVA)
1.4
K qtsc

MBA khơng thỏa QTSCỴ ta sử dụng công suất từ hệ thống để bù vào.
( m.S mf − S 22 min ) − K qtsc .SdmB ≤ S duphongHT − S duphongTN
Ỵ

235.3 − 1.4*125 ≤ 600 − 116.6 ⇔ 60.2 ≤ 438.7

Vậy ta có thể chọn máy biến áp này.

b.

Chọn máy biến áp T3 và T4:
Hai MBA T3 , T4 giống nhau, chỉ tính cho 1 MBA.

Hệ số mẫu:

α = 1−

UT
110
= 1−
= 0.5
UC
220

Công suất cuộn hạ : SH-TN = SMP = 235.3 (MVA)
SđmTN =

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

S H −TN

α

=

235.3
= 470.6 (MVA)
0 .5

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

23



THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP



Máy biến áp có cơng suất lớn, vì vậy chọn máy biến áp tự ngẫu một pha. Máy biến áp
được chọn là máy biến áp AOДЦTГ .
Chọn 3 MBA từ ngẫu 1 pha có số hiệu AOДЦTГcó Sđm B = 160 (MVA) với các thông
số như sau:
Bảng 3.2: Thông số máy biến áp AOДЦTГ [5, Bảng 1.53, Trang 74]
Tổn thất (kW)
Sđm

UN (%)

Điện áp ( kV)

(MVA)

160

ΔPN

i(%)
ΔP0
Cao Trung

Hạ

C/T


C/H

T/H

220

22

12

12

16

121

1.2

245

C/T

C/H

T/H

480

210


280

CHƯƠNG 4 :

TÍNH TỐN NGẮN MẠCH
GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

24


THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

4.1.



TỔNG QUAN:

Ngắn mạch trong hệ thống điện là hiện tượng các dây dẫn pha chạm nhau, chạm
đất, hoặc chạm dây trung tính. Khi xảy ra ngắn mạch, tổng trở của hệ thống giảm do
đó dịng điện và điện áp sẽ bị thay đổi.
Ngắn mạch thoáng qua là loại ngắn mạch thường gặp, có thể tự hết và được loại
trừ bằng các máy cắt. Ngắn mạch lâu dài là loại ngắn mạch vẫn cịn tồn tại khi đóng
máy cắt trở lại sau tác động cắt tức thời nếu khơng có biện pháp xử lý.
Ngắn mạch trong hệ thống điện chia thành ngắn ba pha đối xứng và ngắn mạch
không đối xứng. Ngắn mạch 3 pha (N(3)) là loại sự cố nặng nề nhất.
Hậu quả của ngắn mạch:

- Phát nóng: dịng ngắn mạch rất lớn so với dòng định mức làm cho các phần tử
có dịng ngắn mạch đi qua nóng q mức cho phép dù với một thời gian rất ngắn.
- Tăng lực điện động: ứng lực điện từ giữa các dây dẫn có giá trị lớn ở thời gian
đầu của ngắn mạch có thể phá hỏng thiết bị.
- Điện áp giảm và mất đối xứng: làm ảnh hưởng đến phụ tải, điện áp giảm 30 đến
40% trong vòng một giây làm động cơ điện có thể ngừng quay, sản xuất đình trệ, có
thể làm hỏng sản phẩm.
- Gây nhiễu đối với đường dây thơng tin ở gần do dịng thứ tự khơng sinh ra khi
ngắn mạch chạm đất.
- Gây mất ổn định: khi không cách ly kịp thời phần tử bị ngắn mạch, hệ thống có
thể mất ổn định và tan rã, đây là hậu quả trầm trọng nhất.
Ngắn mạch là một sự cố hết sức nguy hiểm cho hệ thống điện, nếu khơng được loại trừ
nhanh dịng ngắn mạch có thể phá hủy hết thiết bị đằng trước nó gây tổn thất rất lớn.
4.1.1

Mục đích tính dịng ngắn mạch:
So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện.

-

Chọn các khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện.

-

Thiết kế và chỉnh định các loại bảo vệ.

-

Nghiên cứu phụ tải, phân tích sự cố, xác định phân bố dịng...


Tính tốn dịng ngắn mạch (IN) nhằm phục vụ cho việc lựa chọn khí cụ điện ( máy cắt,
kháng điện, biến dòng, biến điện áp) và các phần dẫn điện ( dây dẫn, thanh dẫn, cáp).
Vì những lý do này, ta chỉ tính dịng ngắn mạch 3 pha (N(3)) vì sự cố này nặng nề hơn
ngắn mạch 2 pha (N(2))và 1 pha (N(1)).
4.1.2. Cách tiến hành :

GVHD: HUỲNH VĂN VẠN

SVTH: PHẠM DŨNG LÂM

25