ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 4 TỔ MÁY CÔNG SUẤT 224 MW (4x56 MW) Giáo viên hướng dẫn ĐÀO QUANG THẠCH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 4 TỔ MÁY CÔNG SUẤT 224 MW (4x56 MW) Giáo viên hướng dẫn ĐÀO QUANG THẠCH.Đồ án môn học thiết kế nhà máy điện được chia làm 7 chương: Chương I: Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. Chương II: Chọn sơ đồ nối điện chính cho nhà máy điện. Chương III: Chọn máy biến áp và tính tổn thất điện năng. Chương IV: Tính toán kinh tếkỹ thuật và chọn phương án tối ưu. Chương V: Tính toán dòng điện ngắn mạch. Chương VI: chọn dây dẫn và khí cụ điện Chương VII: Chọn sơ đồ tự dùng và MBA tự dùng.

Nguyễn Ngọc Tài 1

LỜI NÓI ĐẦU

* * * Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành 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 và phục vụ sản xuất Với sự phát triển của xã hội do vậy đòi hỏi

phải có thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải

Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện

em được nhà trường và bộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung

sau:

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 224 MW

gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp: cấp điện

áp máy phát 10 kV, phụ tải trung áp 110 kV và nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 kV

Sau thời gian làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của

các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp Đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn tận

tình của thầy giáo TS Đào Quang Thạch đến nay em đã hoàn thành 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 được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn

đồng nghiệp để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn

Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời

Nguyễn Ngọc Tài 1

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chất lượng điện năng là một yêu cầu quan trọng của phụ tải Để đảm bảo chất

lượng điện năng tại mỗi thời điểm , điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải

hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện

năng Vì điện năng ít có khả năng tích luỹ nên việc cân bằng công suất trong hệ thống

điện là rất quan trọng

Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi

Việc nắm được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là điều rất quan

trọng đối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn

được các phương án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nâng cao

độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công

suất các máy biến áp và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng

một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 224 MW

gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp: cấp điện

áp máy phát 10 kV, phụ tải trung áp 110 kV và nối với hệ thống ở cấp điện áp 220 kV

Ta chọn máy phát điện loại CB-465/210-16 có các thông số sau:

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của

các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng (Pmax) và hệ số

(costb) của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải của các cấp điện áp theo

công suất biểu kiến nhờ công thức sau:

P%.PmaxS(t)=

100.cosφtb

Trong đó :

S(t) : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t tính bằng (MVA)

Nguyễn Ngọc Tài 2

P% : Công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đại

Pmax: Công suất của phụ tải cực đại tính bằng (MW)

costb: Hệ số công suất trung bình của từng phụ tải

1-1.Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy

Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát thủy điện có:

Fdm cos 0,85

m

MVA Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:

cos

P S



 ( t ) )

t

) t (

100

% P

Hinh1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

1-2.Phụ tải tự dùng của nhà máy

Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng của nhà máy  = 1,6% công suất

định mức của nhà máy với costddm = 0,85 tức là bằng hệ số công suất định mức của

nhà máy và được coi là hằng số với công thức :

Std(t)=.SNM = 0,016.263,53 = 4,22 (MVA)

1-3.Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp U F ( 10 kV )

Phụ tải địa phương của nhà máy có diện áp 10 kV, công suất cực đại PUfmax = 8,6

MW, costb = 0,85: bao gồm 1 kép*3 MW*3 km và 3 đơn*2MW*3 km Để xác định

đồ thị phụ tải địa phương phải căn cứ vào sự biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và

Nguyễn Ngọc Tài 4

tb

) t ( Uf )

t (

P S



) t (

100

% P

Nhiệm vụ thiết kế đã cho P110max = 100 MW và costb = 0,84: gồm 1 kép*32

MW và 3 đơn*24 MW Để xác định đồ thị phụ tải phía trung áp phải căn cứ vào sự

biến thiên phụ tải hàng ngày đã cho và nhờ công thức:

SUf(MVA)

t(h)

Nguyễn Ngọc Tài 5

110( ) 110( )

cos

t t

tb

P S



 với 110(t) P110max

100

% P

Toàn bộ công suất thừa của nhà máy được phát lên hệ thống qua đường dây kép

dài 86 km Tổng công suất hệ thống SHT=2550 MVA với điện kháng định mức

S110(MVA)

t(h)

Nguyễn Ngọc Tài 6

XHT=0,9 Dự trữ quay của hệ thống SdtHT=204 MVA Như vậy phương trình cân bằng

công suất toàn nhà máy là:

Phụ tải nhà máy phân bố không đều trên cả ba cấp điện áp và giá trị công suất cực

đại có trị số là: SUfmax = 10,12 MVA

S110max = 119,05 MVA

SVHTmax = 149,52 MVA

Tổng công suất định mức của hệ thống là 2550 MVA, dự trữ quay của hệ thống

SdtHT = 204 MVA Giá trị này lớn hơn trị số công suất cực đại mà nhà máy phát lên hệ

thống SVHTmax = 149,52 MVA

Phụ tải điện áp trung chiếm phần lớn công suất nhà máy do đó việc đảm bảo cung

cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng

Từ các kết quả tính toán trên ta xây dựng được đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà

máy như sau:

SVHT(MVA)

t(h)

Nguyễn Ngọc Tài 9

CHƯƠNG I

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHÍNH

Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng

trong thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích

kinh tế cao mà còn đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi

tổ máy là 100 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau:

Phụ tải địa phương ở cấp điện áp Uf có:

SVHTmax = 149,52 MVA

SVHTmin = 116,96 MVA Theo nhiệm vụ thiết kế thì phụ tải địa phương phía điện áp máy phát được cấp

bằng điện áp đầu cực máy phát là 10 kV Công suất được lấy từ đầu cực của hai máy

phát nối với tự ngẫu và mỗi máy cung cấp cho một nửa phụ tải địa phương Trong

trường hợp một máy bị sự cố thì máy còn lại với khả năng quá tải sẽ cung cấp điện cho

toàn bộ phụ tải địa phương

Nhà máy có ba cấp điện áp là 10 kV; 110 kV; 220 kV, trong đó lưới 110kV và

220kV đều là lưới có trung tính trực tiếp nối đất vì vậy để liên lạc giữa ba cấp điện áp

ta dùng máy biến áp tự ngẫu

Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:

Nguyễn Ngọc Tài 10

2-1 Phương án I (Hình 2-1)

Do phụ tải cao và trung áp lớn hơn nhiều so với công suất định mức của máy phát

nên mỗi thanh góp 110 kV và 220 kV được nối với một bộ máy phát điện - máy biến áp

ba pha hai dây quấn lần lượt là F3-B3 và F4-B4 Để cung cấp điện thêm cho các phụ tải

này cũng như để liên lạc giữa ba cấp điện áp dùng hai bộ máy phát điện -máy biến áp

tự ngẫu (F1-B1 và F2-B2)

Phụ tải địa phương Uf được cung cấp diện qua hai máy biến áp nối với hai cực

máy phát điện F1,F2

Ưu điểm của phương án này là bố trí nguồn và tải cân đối Tuy nhiên phải dùng

đến ba loại máy biến áp dẫn đến vận hành và sữa chữa khó khăn

Nguyễn Ngọc Tài 11

2-2 Phương án II(Hình 2-2)

Chuyển bộ F4-B4 từ thanh góp 220 kV sang phía 110 kV Phần còn lại của

phương án II giống như phương án I

Nhận xét :

- Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm được vốn đầu tư do nối

bộ ở cấp điện áp thấp hơn thiết bị rẻ tiền hơn

- Phần công suất luôn thừa bên trung được truyền qua máy biến áp

tự ngẫu đưa lên hệ thống (vì tổng công suất các bộ bên trung luôn lớn hơn

phụ tải cực đại bên trung)

- Ưu điểm của phương án này là chỉ dùng hai loại máy biến áp

Ngoài ra do S110min = 71,43MVA > 2SFđm = 2.66 =132 MVA nên 2 bộ nối

với thanh góp 110kV có thể luôn luôn làm việc ở chế độ định mức

Nguyễn Ngọc Tài 12

2-3 Phương án III(Hình 2-3)

Nhận xét :

- Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong

quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn

- Khi sự cố bộ bên trung thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây

chung lớn so với công suất của nó

Tóm lại: Qua những phân tích trên đây ta để lại phương án I và phương án II để

tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối

ưu cho nhà máy điện

Nguyễn Ngọc Tài 13

CHƯƠNG I I

CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

3-1.Chọn máy biến áp - phân phối công suất cho máy biến áp

Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi

trường nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của

110 220 U

U UC

Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu 3 pha cho mỗi máy biến áp

B1,B2 loại: ATДЦTH-120 có các thông số kỹ thuật như bảng 3-1:

Do đó ta chọn máy biến áp tăng áp ba pha 2 cuộn dây có Sđm = 80 MVA là loại:

TPДЦH-80 (115/10,5) có các thông số kỹ thuật như ở bảng 3-2

2.Phân bố công suất cho các máy biến áp

- Để thuận tiện trong vận hành, các bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây F3-B3

và F4-B4 cho làm việc với đồ thị bằng phẳng suốt cả năm Do đó công suất tải của mỗi

máy là:

SB3 = SB4 = SFđm – ¼ Stdmax= 65,88 – ¼ 4,22 = 64,83 MVA< SB3,B4đm= 80 MVA

Do đó ở điêù kiện làm việc bình thường B3 và B4 không bị quá tải

- Phụ tải qua mỗi máy biến áp tự ngẫu B1và B2 được tính như sau:

Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là:

Nguyễn Ngọc Tài 15

Bảng 3-4 t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24

SB3=SB4 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83

ScB1 32,14 32,77 41,59 26,06 33,67 42,35 35,25 35,25

StB1 3,30 9,25 18,18 15,20 27,11 18,18 6,28 6,28

ShB1 35,44 42,03 59,77 41,27 60,78 60,53 41,52 41,52

Qua bảng phân bố công suất 3-4 thấy rằng: SCCmax = 42,35 MVA; SCTmax = 27,11

MVA; SCHmax = 60,78 MVA < SđmB1 = 160 MVA

Như vậy các máy biến áp đã chọn không bị quá tải khi làm việc bình thường

3 Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

Vì công suất định mức của các máy biến áp hai cuộn dây được chọn theo công

suất định mức của máy phát điện nên việc kiểm tra quá tải chỉ cần xét đối với máy biến

áp tự ngẫu

Coi sự cố nặng nề nhất là lúc phụ tải trung áp cực đại S110max= 119,05 MVA

Khi đó SVHT =132,17 MVA; SUf =8,09 MVA

a) Giả thiết sự cố bộ F3-B3

Kiểm tra điều kiện : 2.Kqtsc .SB1đm  S110max

( 2.1,4.0,5.160 =224 > 119,05 MVA  thoả mãn điều kiện )

Lúc này công suất tải lên trung áp qua mỗi máy là:

Nguyễn Ngọc Tài 16

Qua trên thấy rằng khi sự cố bộ F3-B3, hai máy biến áp tự ngẫu B1,B2 làm việc

không bị quá tải

b) Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B1(hoặc B2)

Khi B1 sự cố thì F1 ngừng Trường hợp này kiểm tra quá tải của B2:

Kiểm tra điều kiện : Kqtsc .SB1đm  S110max – SB3

( 1,4.0,5.160 =112 > 119,05 - 65,88 = 53,17 MVA  thoả mãn điều kiện )

- Công suất tải lên trung áp:

II.Phương án II (hình 2-2)

1 Chọn máy biến áp

-Hai máy biến áp B3 và B4 được chọn theo sơ đồ bộ Do hai máy biến áp này

cùng nối với thanh góp điện áp 110 kV nên được chọn giống nhau và chọn giống máy

biến áp B3 ở phương án I là máy biến áp loại: TPДЦH-80 (115/10,5) có các thông số

kỹ thuật như ở bảng 3-2

-Hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được chọn tương tự như phương án I

Công suất định mức của các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều

2 Phân phối công suất cho các máy biến áp

Để đảm bảo kinh tế và thuận tiện trong vận hành, các máy phát F3, F4 cho làm

việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm

-Do đó công suất tải qua mỗi máy biến áp B3,B4 là:

SB3 = SB4 = SFđm – ¼ Std = 65,88 – 4,22/4 = 64,83 MVA

- Phụ tải qua các máy biến áp tự ngẫu T1và T2 được tính như sau :

Phụ tải truyền lên phía cao áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :

 VHT (t)

B2 CC 1 B

2

1 S

Phụ tải truyền lên phía trung áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :

 CT ( t ) B 3 B 4

2 B CT 1 B

2

1 S

Phụ tải phía hạ áp của mỗi máy biến áp tự ngẫu là :

2 B CT 2 B CC 1 B CT 1 B CC 2 B CH 1 B

Dựa vào bảng 1-5 đã tính ở chương I và các công thức ở trên ta tính được phụ tải

cho từng thời điểm , kết quả ghi trong bảng 3-5

Bảng 3-5 t(h) 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24

SB3=SB4 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83 64,83

SccB1 64,55 65,19 74,00 58,48 66,09 74,76 67,66 67,66

SctB1 -29,12 -23,16 -14,23 -17,21 -5,31 -14,23 -26,14 -26,14

SchB1 35,44 42,03 59,77 41,27 60,78 60,53 41,52 41,52

Dấu ’-‘ chứng tỏ công suất đi từ phía thanh góp 110 kV sang thanh góp 220kV để

bổ xung lượng công suất thiếu phía 220kV

Qua bảng phân bố công suất 3-5 thấy rằng:

3 Kiểm tra các máy biến áp khi bị sự cố

Cũng coi sự cố nguy hiểm nhất là xảy ra khi phụ tải trung áp cực đại Đối với các

bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây không cần kiểm tra quá tải vì công suất

định mức của các máy biến áp này được chọn theo công suất định mức của máy phát

điện Do đó việc kiểm tra quá tải chỉ tiến hành với các máy biến áp tự ngẫu

a) Khi sự cố bộ F3-B3 (hoặc F4-B4)

Kiểm tra điều kiện : 2.Kqtsc .SB1đm  S110max

( 2.1,4.0,5.160 = 224 > 119,05 MVA  thoả mãn điều kiện )

Khi đó công suất tải lên các phía qua mỗi máy biến áp tự ngẫu được xác định như sau:

Lượng công suất thiếu này nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống =204MVA

Qua trên thấy rằng khi sự cố bộ F3- B3 thì các máy biến áp tự ngẫu B1,B2 không

bị quá tải

b) Khi sự cố tự ngẫu B1(hoặc B2)

Khi B1 bị sự cố thì F1 ngừng, ta kiểm tra quá tải của B2

Kiểm tra điều kiện : Kqtsc .SB1đm  S110max - 2.SB3

(1,4.0,5.160 =112 >119,05 -2.64,83 = -10,61 MVA thoả mãn điều kiện )

Công suất tải qua các phía của B2 như sau:

- Phía trung áp:

Phụ tải hệ thống bị thiếu một lượng công suất là:

Sthiếu = SVHT - SCC-B2 = 132,17- 67,345= 64,83 MVA < SdtHT=204MVA

Lượng này nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống

Do đó trong trường hợp này B2 cũng không bị quá tải

Tóm lại: Các máy biến áp đã chọn đều thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật khi làm việc

bình thường và khi sự cố

3-2 Tính toán tổn thất điện năng

Tính toán tổn thất điện năng là một vấn đề không thể thiếu được trong việc đánh

giá một phương án về kinh tế và kỹ thuật Trong nhà máy điện tổn thất điện năng chủ

yếu gây nên bởi các máy biến áp tăng áp

I Phương án I (Hình 2-1)

Để tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp ta dựa vào bảng phân bố

công suất của máy biến áp đã cho ở bảng 3-4

1 Tổn thất điện năng hằng năm của máy biến áp B3

S

S.PΔ.TPΔA

B3dm

2 B3 N 0

Trong đó: T: là thời gian làm việc của máy biến áp, T= 8760h

SB3: phụ tải của máy biến theo thời gian và được lấy theo đồ thị phụ tải

64,83

.8760

2.Tổn thất điện năng hăng năm của máy biến áp B4

Tương tự như tính AB3, B4 là máy biến áp ba pha hai cuộn dây loại

TДЦ-80-242/10,5 có:

Nguyễn Ngọc Tài 20

P0 = 80 kW; PN = 320kW; SB4 = 64,83 MVA = hằng số

Suy ra : AB4 = 0,08 8760 + 0,32 64,832 2.8760

3.Tổn thất điện năng hằng năm trong máy biến áp tự ngẫu

Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu ta coi máy biến áp tự ngẫu

như máy biến áp ba cuộn dây Khi đó cuộn nối tiếp, cuộn chung và cuộn hạ của máy

biến áp tự ngẫu tương ứng với cuộn cao, cuộn trung và cuộn hạ của máy biến áp ba dây

cuốn Tổn thất công suất trong các cuộn được tính như sau:

) P P

P (

5 , 0

T NC

P (

5 , 0

T NC NT

P (

5 , 0

T NC

Từ các kết quả bảng 3-4 và công thức tính ở trên ta có công thức tính tổn thất điện

năng của máy biến áp tự ngẫu 3 pha được tổ hợp từ 3 máy biến áp một pha như sau :

365

Ở đây: SiC , SiT , SiH là phụ tải phía cao áp, trung áp và hạ áp của mỗi máy biến áp

tự ngẫu tại thời điểm ti ghi trong bảng 3-4 đã tính ở trên

Ta được: A2 = A2i = 187,023 MWh

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

ATB1,2 = 2.( A1 +A2) = 2.(744,16 + 187,023) = 1862,37 MWh

Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án I là:

AI = AB4 + AB3 + 2 ATB1,2 = 2541,68 + 2396,56 + 1862,37 = 6800,61 MWh

II-Phương án II (hình 2-2)

1 Tổn thất điện năng hàng năm của các máy biến áp B3 và B4

Theo công thức như ở phương án I :

S

S P T P

dm 3 B 2

2 4 B , 3 B N

Máy biến áp B3 và B4 đã chọn là máy biến áp kiểu TДЦ-80-115/10,5 có thông số

như ở bảng 3-2 do đó tổn thất điện năng của máy biến áp B3 và B4 ở phương án này

bằng nhau và đúng bằng tổn thất trong máy biến áp B3 ở phương án I trên:

Ta được: A2 = A2i = 263,352 MWh

Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:

ATB1,2 = 2.( A1 +A2) = 2.(744,16 + 263,352) = 2015,024 MWh

Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án I là:

AI = AB4 + AB3 + 2 ATB1,2 = 2.(2396,56 + 2015,024) = 8823,17 MWh Bảng so sánh tổn thất điện năng giữa hai phương án:

Nguyễn Ngọc Tài 23

CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN KT-KT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Việc quyết định bất kỳ một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở so sánh

về mặt kinh tế và kỹ thuật, nói khác đi là dựa trên nguyên tắc đảm bảo cung cấp điện và

kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây chính cho nhà máy điện

Trên thực tế vốn đầu tư vào thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào vốn đầu tư

máy biến áp và các mạch thiết bị phân phối Nhưng vốn đầu tư của các mạch thiết bị

phân phối chủ yếu phụ thuộc vào máy cắt, vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối

cho từng phương án phải chọn các máy cắt.Trong tính toán chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật ta

chỉ cần chọn sơ bộ các máy cắt

4-1 Chọn sơ bộ máy cắt của các phương án

I-Xác định dòng điện làm việc cưỡng bức của các mạch

1-Phương án I (Hình 2-1)

a) Cấp điện áp về hệ thống 220 kV

- Mạch đường dây nối với hệ thống: Phụ tải cực đại của hệ thống là

SVHTmax=149,52 MVA Vì vậy dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch đường dây

được tính với điều kiện một đường dây bị đứt Khi đó:

- Mạch máy biến áp ba pha 2 cuộn dây B4: Dòng điện làm việc cưỡng bức được

xác định theo dòng điện cưỡng bức của máy phát điện:

-Mạch máy biến áp tự ngẫu B3(B4) :

Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là:

Nguyễn Ngọc Tài 24

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là

CC lvcb

dm

S 3,57

I = = =0,094

3U 3.220 kA Như vậy dòng điện làm việc lớn nhất ở cấp điện áp 220 kV của phương án I này là :

dm

1,05.S 1,05.64,83

3U 3.110 kA -Mạch máy biến áp tự ngẫu :

Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là :

CTmax lvcb

dm

S 27,11

I = = =0,1423

3U 3.110 kA Khi sự cố bộ bên trung thì dòng cưỡng bức là

CT lvcb

dm

S 59,53

I = = =0,313

3U 3.110 kA Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là

CT lvcb

dm

S 53,57

I = = =0,2812

3U 3.110 kA Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất ở phía 220 kV được lấy là :

Icbtrung = 0,357 kA

c) Cấp điện áp 10,5 kV

Dòng điện làm việc cưỡng bức ở mạch này chính là dòng điện làm việc cưỡng

bức của máy phát điện nên ta có :

Fdm lvcb

-Mạch đường dây cũng như phương án I ta đã có: Ilvcb = 0,392 kA

-Mạch máy biến áp tự ngẫu :

Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là :

CCmax lvcb

dm

S 74,76

I = = =0,196

3U 3.220 kA Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là

CC lvcb

dm

S 67,345

I = = =0,177

3U 3.220 kA Vậy dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất ở cấp điện áp 220 kV của phương án

II là: Icb220kV = 0,392 kA

b) Cấp điện áp 110 kV

-Mạch đường dây tương tự như phương án I ta có: Ilvcb = 0,265 kA

-Mạch máy biến áp ba pha hai cuộn dây như phương án I ta có: Ilvcb = 0,357 kA

-Mạch máy biến áp tự ngẫu :

Khi làm việc bình thường thì dòng cưỡng bức của mạch này là :

CTmax lvcb

dm

S 29,12

I = = =0,153

3U 3.110 kA Khi sự cố bộ bên trung thì dòng cưỡng bức là

CT lvcb

dm

S 27,11

I = = =0,1423

3U 3.110 kA Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu thì dòng cưỡng bức là

CT lvcb

dm

S 60,61

I = = =0,318

3U 3.110 kA Như vậy dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất ở cấp điện áp 110 kV là:

Nguyễn Ngọc Tài 26

Icb110kV = 0,318 kA

c) Cấp điện áp 10,5 kV

Tương tự như phương án I ta đã có: Ilvcb = 3,8 kA

Bảng kết quả tính toán dòng điện làm việc cưỡng bức của phương án II là :

Bảng 4-2

II-Chọn máy cắt cho các phương án

Các máy cắt khí SF6 với ưu điểm gọn nhẹ, làm việc tin cậy nên được dùng khá

phổ biến Tuy nhiên các máy cắt loại này có nhược điểm là giá thành cao, việc thay thế

sửa chữa thiết bị khó khăn

Với nhà máy thiết kế đều dùng các máy cắt khí SF6 ở cả ba cấp điện áp Ta chọn

sơ bộ máy cắt theo điều kiện sau:

áp (kV)

Dòng

Ilvcb(kA)

Loại máy cắt

Đại lượng định mức

U (kV)

I (kA)

Icắt(kA)

Ilđđ(kA)

4-2 So sánh chỉ tiêu kinh tế giữa các phương án

*Vốn đầu tư cho một phương án là: V = VB + VTBPP

Trong đó : Vốn đầu tư cho máy biến áp : VB = ki vBi

Nguyễn Ngọc Tài 27

ki=1,4 : Hệ số tính đến chuyên trở và xây lắp

vBi: Tiền mua máy biến áp

Vốn đầu tư cho máy cắt: VTBPP = (nC.vC + nT.vT + nH.vH)

nC,nT,nH : Số mạch phân phối

vC,vT,vH :Giá tiền mỗi mạch phân phối

*Phí tổn vận hành hàng năm của một phương án được xác định như sau:

P = Pkh + PA Trong đó:

Pkh =

100

V 4 , 8 100

V

a i  i : Khấu hao hàng năm về vốn và sửa chữa lớn a=8,4: định mức khấu hao (%)

PA = .A : Chi phí do tổn thất hàng năm gây ra

 : là giá 1 kWh điện năng ( = 400 đồng /kWh)

A : là tổn thất điện năng hàng năm

I.Phương án I

1 Chọn sơ đồ nối điện

Phía 220 kV: Dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp

Phía 110 kV: Dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp đường vòng vì số

nhánh vào ra nhiều

Phía 10,5 kV: Không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy

phát có cấp điện áp 6 kV mà điện áp đầu cực máy phát la 10,5 kV nên ta phải dùng

máy biến áp giảm áp 10,5/6kV

Sơ đồ nối điện phương án 1:(hình 4-1)

Vốn đầu tư cho máy biến áp : Phương án I dùng 3 loại máy biến áp là :

- Hai máy biến áp tự ngẫu 3 pha kiểu ATДЦTH - 160

Với giá tiền: 185.103 R(1R = 40.103 đồng) nên giá tiền của MBA là

185.103.40.103 = 7,4.109 VNĐ

- Một máy biến áp 3 pha hai cuộn dây loại TДЦ-80-242/10,5

Với giá tiền: 90.103.40.103 = 3,6.109 VNĐ và k = 1,4

- Một máy biến áp 3 pha hai cuộn dây loại TPДДH-80-115/10,5

Với giá tiền: 104.103.40.103 = 4,16.109 VNĐ và k = 1,4

Như vậy tổng vốn đầu tư cho máy biến áp của phương án I là :

Nguyễn Ngọc Tài 29

Từ sơ đồ hình 4-1 ta nhận thấy :

Cấp điện áp 220 kV gồm có 4 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 giá tiền một mạch là:

71,5.103.40.103 = 2,86.109 VNĐ / mạch

Vậy giá 4 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 là : 4.2,86.109 = 11,44.109 VNĐ

Cấp điện áp 110 kV gồm có 5 mạch máy cắt kiểu 3AQ1 giá tiền một mạch là

31.103.40.103 = 1,24.109 VNĐ/mạch

Vậy giá tiền 5 mạch máy cắt 3AQ1 là : 5.1,24.109 = 6,2.109 VNĐ

Cấp điện áp 13,8 kV gồm có 2 mạch máy cắt ,giá tiền một mạch là 15.103.40.103=

0,6.109 VNĐ/mạch

Vậy giá tiền của 2 mạch máy cắt là : 2.0,6.109 = 1,2.109 VNĐ

Tổng vốn đầu tư cho thiết bị phân phối là :

%.

a V

%.

a 100

1 Chọn sơ đồ nối điện

Tương tự như phương án I ở cấp điện áp 220 kV ta dùng sơ đồ hệ thống 2 thanh

góp Cấp điện áp 110 kV dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng như sơ đồ

hình 4-2