Tài liệu Đồ án môn học - Nhà máy điện doc

Đồ án môn học Nhà máy điện . ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 1 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Việc cân bằng công suất trong hệ thống điện là một điều vô cùng cần thiết, điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện và lượng điện năng tổn thất (bởi điện năng là dạng năng lượng không thể cất trữ, sản xuất ra bao nhiêu phải tiêu thụ hết bấy nhiêu). Trong thự c tế lượng điện năng luôn luôn thay đổi, do vậy người ta phải dùng phương pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải. Nhờ đó mà có thể lập nên phương thức vận hành phù hợp, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. I.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN : Theo đầu bài yêu cầu là thiết kế phần điện của nhà máy điện có công suất là 240 MW , gồm có 4 tổ máy phát điện, tức mỗi máy có công suất là 60 MW Ta chọn máy phát điện loại TB Φ -60-2.Máy này có các thông số: N(v/p) S đm (MVA) P đm (MW) U đm (kV) cos ϕ đm I đm (kA) X d ’’ X d ’ X d 3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691 II.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: Từ bảng biến thiên phụ tải ta xây dựng đồ thị phụ tải của các cấp điện áp : áp dụng công thức : P t = P%.P max S t = P t /cosφ II.1 .Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát : P max = 16,2 MW ; cosφ = 0,8 phụ tải bao gồm các đường dây : 3 kép X 3,4 MW X 4 km. 5 đơn X 1,2 MW X 3 km ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 2 S max = P max /cosφ = 8,0 2,16 =20,25 (MW) Ta có bảng sau : Thời gian(h) 0 ÷6 6÷10 10÷14 14÷18 18÷24 P umf (%) 65 80 90 100 70 P umf (MW) 10,53 12,96 14,58 10,2 11,34 S umf (MVA) 13,136 16,2 18,225 20,25 14,175 Từ bảng ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát như sau : T ( h ) umf (MVA) 14,175 20,25 18,225 16,2 13,163 10 241814 6 20 10 II.2.Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung : P max =130 ; cosφ = 0,8 Phụ tải bao gồm các đường dây : 1 kép + 4 đơn S max = P max / cosφ = 8,0 130 = 162,5 (MVA) . Ta có bảng sau : Thời gian(h) 0 ÷4 4÷10 10÷14 14÷18 18÷24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 3 P uT (%) 75 90 100 85 75 P uT (MW) 97,5 117 130 110,5 97,5 S uT (MVA) 121.75 146,25 162,5 138,125 121.875 Từ bảng trên ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung như sau : s T ( h ) ut (MVA) 121,875 138,125 162,5 146,25 121,875 10 241814 4 160 120 II.3.Tính toán công suất toàn nhà máy : Công suất đặt của toàn nhà máy là : 240 MW/ cosφ =0 là : 300 (MVA) số lượng phát gồm có 4 tổ P fđm = 60 (MW) ; cosφ = 0,8 Từ đó ta có bảng sau : Thời gian(h) 0 ÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24 P nm (%) 75 85 95 100 70 P nm (MW) 180 204 228 240 168 S nm (MVA) 225 255 285 300 210 Từ bảng trên ta có đồ thị phụ tải sau : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 4 s T ( h ) umf (MVA) 210 300 285 255 225 12 242014 8 300 200 II.4.Tính toán công suất tự dùng nhà máy : Công suất tự dùng nhà máy được cho bởi công thức sau : S tdt = () ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + nm nm S S tnm S .6,04,0. α Trong đó : S tdt : phụ tải tự dùng tại thời điểm t S nm : công suất đặt toàn nhà máy S nm (t) : công suất của nhà máy phát ra tại thời điểm t α :số phần trăm điện tự dùng α = 8% theo đầu bài ra ta có điện tự dùng của nhà máy như sau : Thời gian(h) 0 ÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24 P nm (%) 75 85 95 100 70 S nm (MWA) 225 255 285 300 210 S tdt (MVA) 20,4 21,84 23,28 24 19,68 Đồ thị phụ tải điện tự dùng của nhà máy có dạng như sau : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 5 s T ( h ) tdt (MVA) 19,68 24 23,28 21,84 20,4 12 242014 8 24 20 II.5.Tính công suất phát về hệ thống : Công thức phát về hệ thống cho bởi công thức sau : S ht = S nm – (S umf + S ut + S uc +S td ) trong đó S ht : công suất phát về hệ thống S nm : công suất đặt của nhà máy S umf : công suất cấp điện áp máy phát S ut :công suất điện áp trung S uc : công suất điện áp cao S td : công suất điện tự dùng toàn nhà máy Thời gian 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷18 18÷20 20÷24 S nm 225 225 225 255 255 285 300 300 210 S td 20,4 20,4 20,4 21,84 21,84 23,28 24 24 19,68 S umf 13,163 13,163 16,2 16,2 18,225 18,225 20,25 14,175 14,175 S ut 121,875 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 138,125 121,875 121,875 S ht 69,562 45,187 42,15 70,71 52,435 80,995 117,625 139,95 54,27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 6 CHƯƠNG II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY I.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH : Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng . Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ dùng điện , thể hiện được tính khả thi và kinh tế. Với nhiệm vụ thiết kế đặt ra nhà máy gồm 4 tổ máy , mỗi tổ máy có công suất đặt là 60 MW, Theo các kết quả tính toán ở chương 1 ta có ; *Phụ tải cấp điện áp máy phát : s umfmax = 20,25 (MW) và S umfmin = 13,163 (MW) *Phụ tải cấp điện áp trung : S utmax = 162,5 (MW) và S utmin = 121,875 (MW) *Phụ tải tự dùng : S tdmax = 24 (MW) và S tdmin = 19,68 (MW) *Phụ taỉ phát vào hệ thống : S htmax = 139,95 (MW) và S htmin = 42,15 (MW) Ta thấy rằng phụ tải cấp điện áp máy phát và tự dùng là ; %3027,0 60 2,16 <≈= nm umf P P nên ta không sử dung thanh góp điện áp máy phát. A)Phương án 1 : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 7 *Nhận xét : - Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV. + Ưu điểm: -Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV. -Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục. + Nhược điểm : Tổn thất công suất lớn khi S Tmin . F1 ~ ~ ~ ~ F2 F3 F4 TD+ĐP TD+ĐP TD TD B1 B2 B3 B4 220kV N 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 8 B)phương án 2 : *Nhận xét: Phương án 2 khác với phương án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110 kV. Như vậy ở phía thanh góp 220 kV có đấu thêm một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây. + Ưu điểm: -Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ. - Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục - Vận hành đơn giản + Nhược điểm : Có một bộ máy phát điện -máy biến áp bên cao nên đắt tiền hơn. C) Phương án 3: F1 ~ ~ ~ ~ F2 F3 F4 TD TD TD TD B1 B2 B3 B4 220kV 110kV ĐỒ Á SIN H Ghé p 110 k Ghé p 220 k Để l Phí a Ghé p 110 k Ghé p 220 k Để l i Phí a * N h để c u điện + Ư u ÁN MÔN H H VIÊN : p hai bộ m k V. p hai bộ m k V. iên lạc gi ữ a hạ của m p hai bộ m k V. p hai bộ m k V. i ên lạc gi ữ a hạ của m ận xét: - C u ng cấ p c h - máy biế n Ư u điểm: C ũ H ỌC NH À m áy phát đ m áy phát đ ữ a hai cấ p áy biến á p m áy phát đ i m áy phát đ i ữ a hai cấ p áy biến á p C ả 4 bộ m á h o phía 2 2 n áp tự ng ẫ ũ ng đảm b ả À MÁY ĐI Ệ đ iện -máy b đ iện -máy điện á p c a p liên lạc c ấ i ện -máy b i i ện -máy b i điện á p c a p liên lạc c ấ á y phát đi ệ 2 0kV. Phầ n ẫ u. ả o cung c ấ ỆN b iến á p h a biến á p h a a o và trun g ấ p điện ch i ến á p hai i ến áp hai a o và trun g ấ p điện ch ệ n - máy b n 110kV s ẽ ấ p điện liê n a i cuộn dâ y a i cuộn d â g ta dùng h o phụ tải đ cuộn dây l cuộn dây l g ta dùng h o phụ tải đ b iến áp đề u ẽ được cu n n t ục y l ên than h â y lên tha n h ai máy b i đ ịa phươn g l ên thanh g l ên thanh g h ai máy bi ế đ ịa phươn g u nối vào n g cấp bởi h g ó p trun g n h g ó p ca o i ến áp tự n g và tự dù n g óp trung á g óp cao á p ế n áp tự n g g và tự dù n thanh g ó p 2 bộ máy p 9 g áp o áp ng ẫu. n g. á p p g ẫu. n g. 220 p hát [...]... (MVA) Ta chọn được máy biến áp tự ngẫu ba pha có tham số ghi ở bảng sau : Tham số Mã hiệu ATДЦTH SINH VIÊN : Sđm (MVA) U (kV) C T H 160 230 121 10,5 Po (Kw) 85 Pn (kW) Un% C-T C-H T-H C-T C-H T-H 380 - - 11 32 20 IO% 0,5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 24 II Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường : a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 : - Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho... thống - Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4 Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 chỉ là máy phát điện F1 - Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn mạch N5, nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống Do vậy với điểm ngắn mạch 5 thì I"N5 = I"N3 + I"N4 SINH VIÊN : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 34... Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp : + Tổn thất điện năng trong 2 máy biến áp 2 dây cuốn B3 và B4 : Như đã nói ở phần trên, để vận hành đơn giản cho bộ máy phát điện - máy biến áp mang tải bằng phẳng trong suốt năm: SB3 = SB4 = 69 (MVA) SINH VIÊN : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 29 S b2 ΔAB3 = ΔAB4 =(ΔP0 + ΔPn 2 ).8760 S ®mB Trong đó : - SđmB : là công suất định mức của máy biến áp - Sb: phụ tải... : SINH VIÊN : S b2 ).8760 2 S ®mB ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 19 - SđmB : là công suất định mức của máy biến áp - Sb: phụ tải bằng phẳng của máy biến áp - ΔP0, ΔPN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp (nhà chế tạo đã cho) - Thay giá trị tính toán ta có : 69 80 ΔAB3 = ΔAB4 = 8760.[0,07 + 0,31 ( ) 2 ]= 2633,35 (MWh) Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp B3 và B4 là : ΔA = ΔAB3...ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 10 + Nhược điểm: Do tất cả các máy biến áp đều nối vào phía 220kV, nên để đảm bảo cung cấp điện cho phía 110 kV công suất của máy biến áp tự ngẫu có thể phải lớn hơn so với các phương án khác Do vậy sẽ tăng vốn đầu tư Khi có ngắn mạch xẩy ra ở thanh góp hệ thống thì dòng điện ngắn mạch lớn gây nguy hiểm cho thiết bị - Tất cả 4 bộ máy phát điện - máy biến áp đều... ΔPNT S iT + ΔPNH S iH t i Trong đó : - ΔA : Tổn thất điện năng trong máy biến áp - ΔPo : tổn thất không tải máy biến áp - Δ PNC , Δ PNT , Δ PNH : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây cao, trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu SINH VIÊN : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN - S iC , S iT , S iH 30 : công suất cuộn cao, trung, hạ ở thời điểm t đã tính được ở phần phân bố công suất - t : là thời gian trong ngày tính theo... TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH - Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để phục vụ cho việc chọn các khí cụ điện : Máy cắt, dao cách ly và các phần tử có dòng điện chạy qua, các thanh dẫn, cáp vì các khí cụ điện phải ổn định Lực điện động và ổn định nhiệt, với các khí cụ đóng cắt còn đủ khả năng cắt mạch điện - Để tính toán ngắn mạch ta chọn các đại lượng cơ bản sau : Scb = 100 (MVA) SINH VIÊN : ĐỒ ÁN MÔN... {sự cố máy biến áp liên lạc,1 MBA bộ } Scb = (13,14 và 71,962) SINH VIÊN : ⇒ Icb(6) = 71,962 3.220 = 0,188 (kA) ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Vậy 22 Icbmax(cao) = 0,367 (kA) B.PHƯƠNG ÁN II: 2.1b: Chọn máy biến áp: I Chọn công suất cho máy biến áp : 1) Chọn máy biến áp nối bộ B3và B4: - Công suất máy biến áp nối bộ 2 cuộn dây được lựa chọn theo điều kiện : SđmB ≥ SđmF SđmF = 75 ( MVA) Trong đó : - SđmF... cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làm việc - Mặt khác khi có một máy biến áp bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sửa chữa thì các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo tải đủ công suất cần thiết I Chọn công suất cho máy biến áp : 1) Chọn máy biến áp nối bộ B3, B4 : SINH VIÊN : ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN... dây điện áp trung được phân bố theo biểu thức sau : ST(B1) = ST(B2) = SUT − S B 3 2 - Phía điện áp hạ của máy biến áp : Công suất được phân bố theo biểu thức sau: SH(B1) = SH(B2) = SC(B1) + ST(B1) = SC(B2) + ST(B2) - Kết quả tính toán phân bổ công suất cho các cuộn dây của B1, B2 được ghi trong bảng: Thời 0÷4 gian SINH VIÊN : 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1 12÷1 14÷1 18÷2 2 4 8 0 20÷24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN . Đồ án môn học Nhà máy điện . ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 1 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ. 54,27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN SINH VIÊN : 6 CHƯƠNG II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY I.CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH : Chọn sơ đồ nối điện