Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án NHà máy điện
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 1 MỞ 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 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 hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ là 80 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 22 kV, phụ tải điện áp trung 110 kV và phát vào hệ thống 220 kV. Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ 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 cô giáo ThS. Ma Thị Thương Huyền đến nay em đã hoàn thành bản đồ án. Do thời gian có hạn, 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 để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn. Em xin gửi tới cô giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh viên thực hiện Quách Tiến Đức Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 2 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là cô giáo Th.s Ma Thị Thương Huyền đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một lượng kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệp này. Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn và đặc trưng của nghành điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều về trình độ chuyên môn, do vậy trong quá trình thiết kế em cũng có sự giúp đỡ và phối hợp rất tốt với bạn bè trong nhóm đồ án. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua. Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………….…………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………….…………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 5 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT Dm định mức. MPD máy phát điện. MBA máy biến áp MBATN máy biến áp tự ngẫu. dp địa phương ca cao áp. ta trung áp. tnm toàn nhà máy. td tự dùng. vht về hệ thống. MPD-MBA bộ máy phát điện và máy biến áp. kqtsc hệ số quá tải khi có sự cố. S bo công suất của bộ TBPP Thiết bị phân phối. MC máy cắt. DCL dao cách ly I cb dòng điện cưỡng bức. C 1 , C 2 cáp 1 và 2 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN **************** CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ************************* NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên: Quách Tiến Đức Lớp: Đ4H2 Hệ : Chính quy Ngành học: Hệ thống điện ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có công suất đặt 400MW gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 80MW. Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau: 1. Phụ tải địa phương, 22kV: P max = 10MW; cosφ = 0,85; Gồm 2 lộ kép x 3 MW x 4 km và 2 lộ đơn x 2MW x 4 km. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với I cắt = 20kA; t cắt = 0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm 2 . 2. Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: P max = 150MW; cosφ = 0,86. Gồm 2 lộ kép x 50 MW và 1 lộ đơn x 50MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới. 3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P max = 120MW; cosφ = 0,85. Gồm 2 lộ đơn x 60 MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới. 4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 60km. Công suất hệ thống (Không kể công suất của nhà máy đang thiết kế) là 3000MVA. Dự trữ quay của hệ thống 200MVA. Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống x *HT = 0,6. 5. Phụ tải tự dùng: α td = 0.5%; cosφ = 0,85. 6. Biến thiên công suất phát của toàn nhà máy cho trong bảng. Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 7 Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm t(h) 0÷5 5÷8 8÷11 11÷13 13÷17 17÷21 21÷24 P đp% 60 70 90 80 90 100 80 P UT% 80 80 100 80 80 90 70 P UC% 60 80 90 80 90 100 80 P NM% 70 80 100 80 90 100 80 YÊU CẦU: 1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối dây 2. Tính toán chọn máy biến áp. 3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu. 4. Tính toán ngắn mạch. 5. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn. 6. Tính toán tự dùng. 7. Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy Kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật của 2 phương án Sơ đồ nối điện chính kể cả tự dùng Sơ đồ thiết bị phân phối. PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV để cung cấp cho một khu đô thị mới. Ngày giao: Ngày hoàn thành: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA KHOA Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 8 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 1 CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1 1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1 1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 2 1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN. 8 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14 A . PHƯƠNG ÁN I 14 2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA 15 2.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 17 2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 22 B . PHƯƠNG ÁN II 26 2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA 26 2.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 28 2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 34 CHƯƠNG III 38 TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 38 CHƯƠNG IV 45 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 45 4.1. Chọn điểm ngắn mạch 45 4.2. Sơ đồ thay thế 47 4.3. Tính toán ngắn mạch 47 CHƯƠNG V 58 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 58 5.1. Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp 58 5.2. Chọn máy cắt và dao cách ly 61 5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 62 5.4. Chọn thanh dẫn mềm 67 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 9 5.5. Chọn cáp và máy biến áp phụ tải địa phương 74 5.6. Chọn máy biến áp đo lường 82 5.7. Chọn chống sét van 89 CHƯƠNG VI 92 TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 92 6.1. Chọn sơ đồ tự dùng 92 6.2. Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng 93 PHẦN 2 98 Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV để cung cấp cho khu đô thị mới 98 I.Yêu cầu thiết kế . 98 II.Khảo sát phụ tải 98 III.Giới thiệu chung về trạm biến áp hợp bộ 98 IV.Giới thiệu chung về TBA hợp bộ 98 V.Chọn sơ đồ nguyên lý và tính toán lựa chọn các thiết bị 99 3.1. Chọn áptômát. 102 3.2. Chọn thanh dẫn và thanh cái. 103 3.3. Chọn thiết bị đo lường. 106 3.4. Chọn cáp liên lạc 107 3.5. Chọn kích thước trạm biến áp hợp bộ. 109 3.6. Thiết kế cách lắp đặt 110 VI.Tính toán nối đất. 111 1. Điện trở nối đất của thanh. 111 2. Điện trở nối đất của cọc 112 3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc. 112 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 1 MỤC LỤC HÌNH VÀ BẢNG Bảng 1.1: Các thông số của máy phát 1 Bảng 1.2:Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t. 2 Bảng 1.3: Công suất của phụ tải địa phương. 4 Bảng1.4: Biến thiên phụ tải cấp điện áp Trung theo thời gian 4 Bảng1.5: Biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian 5 Bảng1.6: Biến thiên công suất phát về hệ thống theo thời gian 6 Bảng 1.7 Bảng tổng hợp phụ tải các cấp 6 Hình 1.2 : Phương án I 10 Hình 1.3 : Phương án II 11 Hình 1.4 : Phương án III 12 Hình 1.5 : Phương án IV 13 Hình 2.1.A. Sơ đồ nối điện phương án II 15 Bảng 2.1.A. Bảng phân bố công suất của MBATN B2, B3 17 Bảng 2.2.A. Thông số MBA 2 cuộn dây 17 Bảng 2.3.A. Thông số MBA tự ngẫu 18 Hình 2.2.B Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1. 19 Hình 2.3.B. .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 2. 21 Bảng 2.4.A. Tổn thất điện năng trong các khoảng thời gian 25 Hình 2.1.B. Sơ đồ nối điện phương án II 26 Bảng 2.1.B. Bảng phân bố công suất của MBATN B2, B3 28 Bảng 2.2.B. Thông số MBA 2 cuộn dây 28 Bảng 2.3.B. Thông số MBA tự ngẫu 29 Hình 2.2.B Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1. 30 Hình 2.3.B. .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 2. 31 Hình 2.4.B. Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 3. 33 Bảng 2.4.B. Tổn thất điện năng trong các khoảng thời gian 37 Bảng 2.5. So sánh tổn thất 2 phương án 37 Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị trạm phân phối phương án II 39 [...]... 3 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 4 GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Trong thiết kế và vận hành nhà máy điện, việc tính toán phụ tải và đảm bảo cân bằng công. .. kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền 1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Trong nhiệm vụ thiết kế thường cho công suất cực đại, hệ số công suất cos φ và biểu đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng phần trăm P%(t) đối với phụ tải từng cấp điện áp cũng như biểu đồ biến thiên công suất phát của toàn nhà máy Do đó ta sẽ dựa vào các số liệu trên để xây dựng đồ thị công suất phát... yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có tổng công suất là 40 0MW gồm có 5 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 8 0MW Để đơn giản cho việc tính toán và vận hành, ta chọn 5 máy phát điện cùng loại Tra phụ lục bảng 1.2: Ta chọn được máy phát thủy điện loại CB-1070/145-52 có công suất 100MVA có các thông số sau: Bảng 1.1: Các thông số của máy phát Loại MPĐ CB 1070/145-52 Sđm, P đm, MVA MW 100 80 cos... toàn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị từng cấp điện áp và công suất phát về hệ thống lần lượt như sau 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau: STNM (t ) P %(t ) Pdat TNM cos F Trong đó: ST NM(t): là công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t P FNM%(t): phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t cosφF: hệ số công suất. .. 500 400 1.2.2 .Đồ thị phụ tải tự dùng SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 2 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền Vì công suất điện tự dùng trong nhà máy thủy điện rất nhỏ chỉ chiếm 0,5% tổng công suất phát ra của nhà máy nên có thể coi công suất điện tự dùng không đổi và được tính theo công thức : (t MAX STD) STD % n PdmF 0,5 5 80 2,353... nhà máy Nhận xét: + Nhà máy gồm có 5 tổ máy Công suất mỗi tổ 80 MW + Nhà máy thiết kế có những phụ tải ở cấp điện áp sau: Cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương): 22 kV Cấp điện áp trung: 110 kV Cấp điện áp cao: 220 kV + Nhà máy điện thiết kế có công suất đặt là: 500 MVA so với công suất đặt của hệ thống là: 3000MVA chiếm 16,67% + Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) 22 kV có:... tự dùng α%: lượng điện phần trăm tự dùng cosφT D: hệ số công suất phụ tải tự dùng P đmF: công suất tác dụng của 1 tổ máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp 1.2.3.1 .Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát ( phụ tải địa phương ) Theo nhiệm vụ thiết kế ta có: UĐP = 22 kV ; P max = 10 MW ; cos = 0,85 Gồm : 2 lộ kép x 3 MW x 4km và 2 lộ đơn x 2 MW x 4km Công suất phụ tải cấp điện áp nhà máy từng thời điểm... cân bằng công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy như sau: SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 6 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền S(t) MVA 500 450 400 S TNM 350 250 S S DP SUT SUC td 150 100 STD S DP SUT Std SDP 0 5 8 11 13 17 21 Std 24 t(h) Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy Nhận xét: + Nhà máy gồm... Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 15 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA SBo SdmF GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền 1 max S n TD (2.1) Trong đó : SBo : Công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây, (MVA) SđmF : Công suất phát định mức của tổ máy, (MVA) max STD : Công suất tự dùng cực đại Theo công thức (2.1) ta tính được công suất tải qua máy biến áp của mỗi bộ... (t) :Công suất phụ tải điện áp trung, cao tại thời điểm t SCT (t) , SCC (t) , SCH (t) :Công suất phía trung, cao, hạ của MBA tại thời điểm t SVHT (t) :Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t Áp dụng công thức trên, kết quả tính toán phân bố công suất cho các cuộn dây của MBA tự ngẫu được ghi trong bảng sau: SVTH: Quách Tiến Đức Lớp Đ4H2 16 Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện