Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế
Trong bối cảnh đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu tiêu thụ điện năng phục vụ các lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng liên tục. Việc thiết kế và xây dựng các nguồn điện mới, đặc biệt là các nhà máy nhiệt điện quy mô công suất vừa và lớn, đóng vai trò then chốt trong việc bảo đảm an ninh năng lượng và duy trì sự vận hành ổn định của hệ thống điện quốc gia. Đồ án môn học "Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện" (mã đề số 17) do sinh viên ngành Kỹ thuật Điện - Điện tử, Khoa Kỹ thuật và Công nghệ - Trường Đại học Quy Nhơn thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Huỳnh Đức Hoàn, tập trung vào việc giải quyết toàn diện bài toán thiết kế hệ thống điện cho một nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có tổng công suất đặt 400 MW.
Nhiệm vụ thiết kế của đồ án được cụ thể hóa thành 5 nội dung kỹ thuật trọng tâm:
- Tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy ở tất cả các chế độ vận hành.
- Đề xuất các phương án cấu trúc sơ đồ nối điện chính và lựa chọn chủng loại, dung lượng máy biến áp.
- Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để so sánh và lựa chọn phương án sơ đồ tối ưu.
- Lập sơ đồ thay thế và tính toán dòng điện ngắn mạch tại các điểm đặc trưng trong hệ thống.
- Tính chọn và kiểm nghiệm các thiết bị điện, khí cụ điện, dây dẫn và thanh góp cho các cấp điện áp.
Phạm vi thiết kế giới hạn trong phần điện của nhà máy nhiệt điện công suất 400 MW (gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy 100 MW), cung cấp điện cho 3 cấp điện áp: cấp điện áp máy phát (10,5 kV), cấp trung áp (110 kV) và phát công suất dư thừa lên lưới điện hệ thống cấp cao áp (220 kV) thông qua đường dây kép dài 114 km.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán kỹ thuật
Đồ án vận dụng các tiêu chuẩn thiết kế nhà máy điện, trạm biến áp và quy trình tính toán hệ thống điện hiện hành. Các căn cứ lý thuyết và phương pháp kỹ thuật chính được triển khai bao gồm:
- Nguyên lý cân bằng công suất và xác định đồ thị phụ tải: Xác định công suất biểu kiến $S(t) = \frac{P(t)}{\cos\varphi}$ theo từng khung giờ trong ngày (0–7h, 7–12h, 12–18h, 18–24h) cho phụ tải địa phương, phụ tải trung áp, phụ tải tự dùng và công suất phát lên hệ thống.
- Phương pháp lựa chọn và kiểm tra máy biến áp: Lựa chọn định mức dung lượng máy biến áp hai cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu theo điều kiện vận hành bình thường ($S_{\text{đmB}} \ge S_{\text{đmMF}}$ hoặc $S_{\text{đmTN}} \ge \frac{S_{\text{đmMF}}}{\alpha}$ với hệ số có lợi $\alpha = \frac{U_{\text{C}} - U_{\text{T}}}{U_{\text{C}}}$), kiểm tra điều kiện quá tải bình thường ($k_{\text{bt}} = 1,3 \div 1,5$) và quá tải sự cố ($k_{\text{sc}} = 1,4$) khi hỏng một tổ máy hoặc một máy biến áp liên lạc.
- Phương pháp tính toán kinh tế - kỹ thuật so sánh phương án: Dựa trên hàm chi phí tính toán hàng năm quy đổi: $C = P + a_{\text{đm}} \cdot V$, trong đó $V$ là tổng vốn đầu tư thiết bị phân phối và máy biến áp (bao gồm hệ số vận chuyển, xây lắp $K_{\text{B}} = 1,4$), $P$ là chi phí vận hành hàng năm (gồm khấu hao bảo dưỡng $a = 8,4%$ và chi phí tổn thất điện năng $\Delta A$ với giá thành điện năng $\beta = 700$ VNĐ/kWh).
- Phương pháp tính toán ngắn mạch theo hệ đơn vị tương đối cơ bản: Chọn công suất cơ bản $S_{\text{cb}} = 100\text{ MVA}$, điện áp cơ bản $U_{\text{cb}}$ theo từng cấp điện áp trung bình ($230\text{ kV}, 115\text{ kV}, 10,5\text{ kV}$). Sử dụng đường cong tính toán để xác định dòng ngắn mạch chu kỳ theo thời gian ($I''0, I{0,1}, I_{0,2}, I_\infty$), dòng không chu kỳ và dòng điện xung kích $i_{\text{xk}}$.
- Phương pháp chọn và kiểm nghiệm khí cụ điện, dây dẫn: Lựa chọn theo dòng điện làm việc cưỡng bức cực đại ($I_{\text{cb}}$), kiểm nghiệm độ bền ổn định nhiệt ($B_{\text{N}} \le I_{\text{nh}}^2 \cdot t_{\text{nh}}$ hoặc tiết diện tối thiểu $F_{\min} = \frac{\sqrt{B_{\text{N}}}}{C}$), ổn định lực điện động ($i_{\text{xk}} \le i_{\text{ldd}}$), kiểm tra vầng quang ($U_{\text{vq}} > U_{\text{đm}}$) và tần số dao động riêng đối với thanh dẫn cứng.
Nguồn dữ liệu tính toán được trích xuất trực tiếp từ nhiệm vụ thiết kế Đề 17 và các tài liệu tra cứu kỹ thuật chuyên ngành ("Nhà máy điện và trạm biến áp" của PGS.TS Huỳnh Đức Hoàn).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Chương 1 tiến hành lựa chọn loại máy phát điện và lập bảng cân bằng công suất cho toàn nhà máy theo từng khoảng thời gian trong ngày.
- Chọn máy phát điện: Với quy mô 4 tổ máy $\times 100\text{ MW}$, tác giả chọn 4 máy phát đồng bộ kiểu tuabin hơi TBФ-100-2 do các chỉ tiêu kỹ thuật phù hợp với công suất dự trữ quay của hệ thống ($S_{\text{HTdt}} = 5100 \times 7% = 357\text{ MVA}$).
| Thông số định mức | Giá trị |
|---|---|
| Công suất tác dụng định mức ($P_{\text{đm}}$) | $100\text{ MW}$ |
| Hệ số công suất định mức ($\cos\varphi_{\text{đm}}$) | $0,85$ |
| Công suất biểu kiến định mức ($S_{\text{đm}}$) | $117,65\text{ MVA}$ |
| Điện áp định mức ($U_{\text{đm}}$) | $10,5\text{ kV}$ |
| Dòng điện định mức ($I_{\text{đm}}$) | $6,475\text{ kA}$ |
| Điện kháng siêu quá độ ($X''_d$) | $0,183$ |
| Điện kháng quá độ ($X'_d$) | $0,263$ |
| Điện kháng đồng bộ ($X_d$) | $1,79$ |
- Cân bằng công suất phụ tải:
- Phụ tải địa phương cấp 10,5 kV: $P_{\max} = 16\text{ MW}$, $\cos\varphi = 0,86 \implies S_{\text{mp}\max} = 18,60\text{ MVA}$ (xuất hiện từ 12–18h); $S_{\text{mp}\min} = 11,16\text{ MVA}$ (từ 0–7h).
- Phụ tải trung áp 110 kV: $P_{\max} = 120\text{ MW}$ (hoặc $123\text{ MW}$), $\cos\varphi = 0,87 \implies S_{\text{T}\max} = 124,13\text{ MVA}$ (từ 8–12h); $S_{\text{T}\min} = 82,75\text{ MVA}$ (từ 18–24h).
- Tự dùng toàn nhà máy: Tỷ lệ tự dùng cực đại chiếm $6%$ công suất nhà máy ($S_{\text{td}\max} = 28,36\text{ MVA}$ tại khung giờ phát đầy tải).
- Công suất phát lên hệ thống 220 kV: Công suất cực đại phát về hệ thống đạt $S_{\text{HT}\max} = 313,42\text{ MVA}$. Trị số này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống ($357\text{ MVA}$), bảo đảm khi nhà máy xảy ra sự cố tách lưới không làm mất ổn định hệ thống điện khu vực.
Chương 2: Các phương án và chọn máy biến áp
Tác giả phân tích các nguyên tắc xây dựng sơ đồ nối điện chính và đề xuất 3 phương án sơ đồ cấu trúc. Do phụ tải địa phương nhỏ ($S_{\text{đp}\max} = 18,60\text{ MVA} < 15% S_{\text{đmMF}}$), nhà máy áp dụng giải pháp lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát, không dùng thanh góp điện áp máy phát cho khối nguồn chính.
- Phương án 1: Gồm 2 bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây đấu nối lên thanh góp 220 kV và 2 bộ máy phát nối vào phía hạ áp của 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp 220/110/10,5 kV.
- Phương án 2: Gồm 1 bộ máy phát nối lên cấp 220 kV, 1 bộ máy phát nối lên cấp 110 kV và 2 bộ máy phát nối vào phía hạ của 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc.
- Phương án 3: Dùng 4 bộ nối độc lập kết hợp các máy biến áp liên lạc, có sơ đồ phân phối phức tạp và vốn đầu tư cao.
Tác giả chọn Phương án 1 và Phương án 2 để tính toán phân phối công suất, kiểm nghiệm quá tải và tính tổn thất điện năng hàng năm ($\Delta A$).
| Thiết bị | Chủng loại | Công suất định mức ($S_{\text{đm}}$) | Cấp điện áp ($U_{\text{C}} / U_{\text{T}} / U_{\text{H}}$) | Tổn thất $P_0 / P_{\text{N}}$ |
|---|---|---|---|---|
| MBA 2 cuộn dây (B1, B2) | ТД-125 | $125\text{ MVA}$ | $230\text{ kV} / 10,5\text{ kV}$ (hoặc $121/10,5\text{ kV}$) | $100\text{ kW} / 520\text{ kW}$ |
| MBA tự ngẫu (TN1, TN2) | АТДЦНТН-240 | $240\text{ MVA}$ | $230\text{ kV} / 121\text{ kV} / 10,5\text{ kV}$ | $380\text{ kW} / 730\text{ kW}$ |
Tính toán tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của Phương án 1 thu được tổng tổn thất $\Delta A_1 = 21.074.366,7\text{ kWh}$.
Chương 3: Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu
Để chọn sơ đồ tối ưu giữa Phương án 1 và Phương án 2, tác giả thực hiện tính dòng điện làm việc cưỡng bức ($I_{\text{cb}}$), lựa chọn sơ bộ máy cắt và dự toán chi phí đầu tư cùng chi phí vận hành:
- Sơ đồ phân phối cấp 220 kV: Sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp.
- Sơ đồ phân phối cấp 110 kV: Sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng (do số lượng mạch xuất tuyến lớn và phụ tải 110 kV có tính chất quan trọng).
- Sơ đồ cấp 10,5 kV: Sử dụng thanh góp phân đoạn bằng kháng điện bê tông.
| Chỉ tiêu kinh tế | Phương án 1 | Phương án 2 |
|---|---|---|
| Vốn đầu tư máy biến áp ($V_{\text{B}}$) | $41,44 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $27,16 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
| Vốn đầu tư thiết bị phân phối ($V_{\text{TBPP}}$) | $13,97 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $12,76 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
| Tổng vốn đầu tư ($V$) | $55,41 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $39,92 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
| Chi phí tổn thất điện năng ($P_{\text{tt}}$) | $3,53 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $2,36 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
| Phí tổn vận hành hàng năm ($P$) | $8,18 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $5,71 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
| Chi phí tính toán quy đổi ($C$) | $16,49 \times 10^9\text{ VNĐ}$ | $10,80 \times 10^9\text{ VNĐ}$ |
Phương án 2 có chi phí tính toán hàng năm thấp hơn đáng kể ($10,80 \times 10^9\text{ VNĐ}$ so với $16,49 \times 10^9\text{ VNĐ}$), đồng thời vẫn bảo đảm tính liên tục và độ tin cậy cung cấp điện trong các tình huống sự cố. Do đó, Phương án 2 được chọn làm phương án thiết kế chính thức.
Chương 4: Tính toán ngắn mạch
Nhằm phục vụ lựa chọn và kiểm tra khí cụ điện, tác giả lập sơ đồ thay thế và xác định dòng ngắn mạch tại các điểm sự cố trọng yếu:
- Điểm $N_1$: Ngắn mạch 3 pha trên thanh góp cao áp 220 kV.
- Điểm $N_2$: Ngắn mạch 3 pha trên thanh góp trung áp 110 kV.
- Điểm $N_3, N'_3$: Ngắn mạch trên đầu cực máy phát điện và phía hạ áp máy biến áp tự ngẫu (10,5 kV).
- Điểm $N_4, N_6, N_7$: Ngắn mạch tại mạch tự dùng và mạng phụ tải địa phương sau kháng điện.
| Điểm ngắn mạch | Cấp điện áp ($U_{\text{đm}}$) | Điện kháng tổng đạt ($X_{\Sigma}$) | Dòng siêu quá độ ($I''_0$) | Dòng xung kích ($i_{\text{xk}}$) |
|---|---|---|---|---|
| $N_1$ | $230\text{ kV}$ | $0,080$ | $5,734\text{ kA}$ | $14,94\text{ kA}$ |
| $N_2$ | $115\text{ kV}$ | $0,0597$ | $9,330\text{ kA}$ | $23,75\text{ kA}$ |
| Phía đầu cực máy phát | $10,5\text{ kV}$ | — | $47,08\text{ kA}$ | $119,85\text{ kA}$ |
| Sau kháng điện phân đoạn | $10,5\text{ kV}$ | $0,590$ | $8,240\text{ kA}$ | $19,25\text{ kA}$ |
Chương 5: Tính chọn khí cụ điện và dây dẫn
Dựa trên các thông số dòng cưỡng bức cực đại và dòng ngắn mạch, các thiết bị chính được lựa chọn và kiểm tra:
- Dây dẫn mềm và thanh góp:
- Xuất tuyến 220 kV và thanh góp 220 kV: Chọn dây nhôm lõi thép AC-300/39 ($I_{\text{cp}} = 690\text{ A}$, đường kính $d = 24\text{ mm}$). Tiết diện ổn định nhiệt yêu cầu $F_{\min} = 31,09\text{ mm}^2 < 300\text{ mm}^2$. Điện áp phát sinh vầng quang tính toán $U_{\text{vq}} = 224,46\text{ kV} > 220\text{ kV}$ (đạt yêu cầu).
- Xuất tuyến 110 kV và thanh góp 110 kV: Chọn dây AC-300/39. Tiết diện ổn định nhiệt yêu cầu $F_{\min} = 45,62\text{ mm}^2 < 300\text{ mm}^2$. Điện áp vầng quang $U_{\text{vq}} = 216,16\text{ kV} > 110\text{ kV}$ (đạt yêu cầu).
- Khí cụ đóng cắt:
- Máy cắt 220 kV: Loại 3AQ1 Siemens ($U_{\text{đm}} = 245\text{ kV}, I_{\text{đm}} = 4\text{ kA}, I_{\text{cđm}} = 40\text{ kA}, i_{\text{ldd}} = 100\text{ kA}$).
- Máy cắt 110 kV: Loại 3AQ1-FE Siemens ($U_{\text{đm}} = 123\text{ kV}, I_{\text{đm}} = 3,15\text{ kA}, I_{\text{cđm}} = 31,5\text{ kA}, i_{\text{ldd}} = 80\text{ kA}$).
- Máy cắt 10,5 kV: Loại 8DA10 Siemens ($U_{\text{đm}} = 12\text{ kV}, I_{\text{đm}} = 3,15\text{ kA}, I_{\text{cđm}} = 40\text{ kA}$).
- Dao cách ly: Cấp 220 kV chọn SGCT-245/800; cấp 110 kV chọn SGCPT-123/800; mạch máy phát chọn PBP-10/4000; mạch liên lạc hạ áp chọn PBK-20/12500.
- Thiết bị đo lường và hạn chế dòng ngắn mạch:
- Máy biến điện áp (BU): Cấp 220 kV và 110 kV chọn kiểu HKФ-220-58 và HKФ-110-58; cấp máy phát chọn loại 1 pha HOM-10 đấu nối sơ đồ V/V.
- Máy biến dòng điện (BI): Cấp 220 kV chọn TФH-220-3T ($600/5\text{ A}$); cấp 110 kV chọn TФH-110M ($1000/5\text{ A}$); mạch máy phát chọn TПШ-10 ($4000/5\text{ A}$, cấp chính xác 0,5).
- Kháng điện bê tông: Mạch phân đoạn dùng loại PbA-10-4000-12 ($I_{\text{đm}} = 4000\text{ A}, X_{\text{k}}% = 12%$); lộ ra phụ tải dùng kháng đơn PbA-10-1500-10 ($I_{\text{đm}} = 1500\text{ A}, X_{\text{k}}% = 10%$) để hạ dòng ngắn mạch tại $N_7$ xuống còn $8,24\text{ kA}$, bảo đảm an toàn cho cáp đồng $70\text{ mm}^2$ và máy cắt 8DA10.
Thiết kế và triển khai kỹ thuật
Hệ thống phân phối điện của nhà máy nhiệt điện 400 MW được tổ hợp theo cấu trúc kỹ thuật hợp bộ:
[4 Tổ máy phát TBФ-100-2 (10,5 kV)]
- Mạch điện cao áp (220 kV): Vận hành sơ đồ 2 hệ thống thanh góp, liên kết truyền tải công suất dư thừa ($S_{\text{HT}\max} = 313,42\text{ MVA}$) về hệ thống 5100 MVA qua đường dây trên không 114 km. Dây dẫn mềm AC-300/39 được treo trên chuỗi cách điện đứng/đỡ với khoảng cách pha $D = 4 \div 5\text{ m}$.
- Mạch điện trung áp (110 kV): Sử dụng sơ đồ 2 hệ thống thanh góp có thanh góp vòng kèm máy cắt liên lạc và máy cắt vòng, cấp điện cho 2 lộ cáp kép 40 MW và 2 lộ cáp đơn 25 MW.
- Mạch điện địa phương (10,5 kV): Đặt kháng điện bê tông cuộn nhôm PbA-10 để hạn chế dòng ngắn mạch từ mức $71,47\text{ kA}$ xuống dưới khả năng chịu đựng nhiệt của tuyến cáp ngầm 3 lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu dẫn đến các hộ phụ tải ($70\text{ mm}^2$ cho lộ đơn 3 MW, $150\text{ mm}^2$ cho lộ kép 4 MW).
Kết quả và đánh giá phương án kỹ thuật
Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện theo đúng yêu cầu đề bài:
- Khả năng cấp điện và phân phối công suất: Thiết lập bảng phân phối công suất chi tiết theo 24 giờ. Nhà máy đáp ứng hoàn toàn nhu cầu phụ tải địa phương cực đại ($18,60\text{ MVA}$), phụ tải trung áp ($124,13\text{ MVA}$), tự dùng ($28,36\text{ MVA}$) và phát phần công suất dư thừa ổn định lên lưới 220 kV.
- Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của phương án chọn: Phương án 2 thể hiện tính ưu việt rõ rệt khi tiết kiệm được $15,49 \times 10^9\text{ VNĐ}$ vốn đầu tư ban đầu và giảm chi phí quy đổi hàng năm từ $16,49 \times 10^9\text{ VNĐ}$ xuống $10,80 \times 10^9\text{ VNĐ}$ so với Phương án 1.
- Độ an toàn và ổn định hệ thống: Các khí cụ điện và dây dẫn được chọn (máy cắt 3AQ1, dây AC-300, dao cách ly SGCT/SGCPT, kháng điện PbA) đều thỏa mãn tuyệt đối các điều kiện làm việc cưỡng bức, độ bền ổn định lực điện động và ổn định nhiệt trong các tình huống ngắn mạch nặng nề nhất.
Hạn chế và hướng phát triển đề tài
- Hạn chế: Đồ án thực hiện tính toán dòng ngắn mạch theo phương pháp giải tích đường cong tính toán gần đúng; chưa đi sâu mô phỏng số chi tiết các quá trình quá độ phức tạp bằng phần mềm chuyên dụng (như ETAP, PSS/E). Tham số tổn thất điện áp và tính toán kinh tế sử dụng khung đơn giá định mức tại thời điểm lập đồ án.
- Hướng phát triển: Mở rộng tính toán hệ thống bảo vệ rơle số và tự động hóa trạm (SAS) theo tiêu chuẩn IEC 61850; bổ sung sơ đồ cung cấp điện tự dùng xoay chiều (AC) và một chiều (DC) chi tiết từ máy biến áp tự dùng; khảo sát giải pháp bù công suất phản kháng nhằm tối ưu hóa điện áp nút trên thanh góp 110 kV và 220 kV.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo trực tiếp cho sinh viên ngành Kỹ thuật Điện, Hệ thống Điện, Năng lượng tái tạo khi thực hiện đồ án môn học Nhà máy điện và Trạm biến áp, đồ án Thiết kế cung cấp điện hoặc đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện.
Các nội dung có giá trị thực tiễn cao bao gồm: quy trình lựa chọn dung lượng máy biến áp tự ngẫu có xét đến hệ số có lợi $\alpha$, phương pháp xác định dòng ngắn mạch bằng đường cong tính toán cho nguồn cấp hỗn hợp (nhà máy kết hợp hệ thống), và phương pháp tính chọn kháng điện bê tông kết hợp kiểm tra ổn định nhiệt của tuyến cáp ngầm.
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao đồ án không sử dụng cấp điện áp máy phát để gom chung thành thanh góp chính mà lại đấu nối theo sơ đồ khối (bộ)?
Do công suất phụ tải địa phương cấp 10,5 kV có giá trị cực đại chỉ đạt $18,60\text{ MVA}$, nhỏ hơn nhiều so với $15%$ dung lượng định mức của tổ máy phát ($117,65\text{ MVA}$). Việc lấy rẽ nhánh trực tiếp từ đầu cực máy phát qua kháng điện giúp giảm kích thước thiết bị phân phối cấp máy phát, hạn chế dòng ngắn mạch cực lớn và giảm chi phí đầu tư thanh cái 10,5 kV.
2. Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn mềm AC-300/39 cấp 220 kV được tính toán như thế nào?
Tiết diện dây dẫn được kiểm tra theo xung lượng nhiệt ngắn mạch toàn phần $B_{\text{N}} = B_{\text{NCK}} + B_{\text{NKCK}} = 7,49 \times 10^6\text{ A}^2\text{s}$. Với hằng số nhiệt $C = 88$ của dây nhôm lõi thép, tiết diện tối thiểu yêu cầu là $F_{\min} = \frac{\sqrt{7,49 \times 10^6}}{88} = 31,09\text{ mm}^2$, nhỏ hơn nhiều so với tiết diện thực tế $300\text{ mm}^2$ của dây ACO-300/39.
3. Kháng điện PbA-10-1500-10 đóng vai trò gì trong việc bảo vệ tuyến cáp phụ tải địa phương?
Dòng ngắn mạch tự nhiên tại thanh cái phân phối phụ tải địa phương lên tới $71,47\text{ kA}$, vượt xa khả năng ổn định nhiệt của cáp đồng $70\text{ mm}^2$ ($I_{\text{nhS}} = 12,74\text{ kA}$). Kháng điện với độ cản $X_{\text{k}}% = 10%$ làm tăng tổng trở mạch ngắn mạch, giới hạn dòng ngắn mạch $I''_{\text{N7}}$ xuống còn $8,24\text{ kA} \le 12,74\text{ kA}$, bảo vệ cáp không bị phá hủy do nhiệt khi có sự cố.
4. Vì sao máy biến áp tự ngẫu АТДЦНТН-240 được chọn có công suất 240 MVA dù công suất máy phát là 117,65 MVA?
Máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp 220/110 kV có hệ số có lợi $\alpha = \frac{220 - 110}{220} = 0,5$. Công suất định mức tính toán yêu cầu của máy biến áp tự ngẫu phải thỏa mãn điều kiện $S_{\text{đmTN}} \ge \frac{S_{\text{đmMF}}}{\alpha} = \frac{117,64}{0,5} = 235,3\text{ MVA}$. Do đó, việc lựa chọn gam công suất định mức tiêu chuẩn $240\text{ MVA}$ là hoàn toàn chính xác.
Kết luận
Đồ án môn học "Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 400 MW" đã giải quyết hoàn chỉnh chuỗi bài toán kỹ thuật từ cân bằng công suất, lựa chọn sơ đồ nối điện, tính toán kinh tế - kỹ thuật cho đến tính toán ngắn mạch và chọn lựa khí cụ điện bảo vệ. Phương án 2 với cấu trúc kết hợp máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu liên lạc 240 MVA đã được chứng minh là phương án tối ưu về mặt kinh tế và vận hành an toàn. Toàn bộ các bước tính toán, kiểm nghiệm thiết bị đều tuân thủ chặt chẽ các quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành nhiệt điện và hệ thống điện.