thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 4x60 MW

Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 1 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện Công suất : 240MW chơng 1 tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.1. Chọn máy phát điện: Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là 60 MW. Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành ta chọn các máy phát điện cùng loại: Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau: Loại máy S MVA P MW U kV I kA Cos X d X d X d TB-60-2 75 60 10,5 4,125 0,8 0,146 0,22 1,691 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất: Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp theo công thức: max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Trong đó: S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t Cos : Hệ số công suất phụ tải 1.2.1. Phụ tải các cấp điện áp: + Phụ tải cấp điện áp máy phát(địa ph ơng): U đm = 10,5 (kV); P max = 15.6 (MW); Cos = 0,8 max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Sau khi tính toán ta có bảng số liệu: t(h) 0 6 6 10 10 14 14 18 18 24 P% 60 95 90 100 55 P(MW) 9.36 14.82 14.04 15.6 8.58 S(MVA) 11.7 18.53 17.55 19.5 10.73 Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 2 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Đồ thị phụ tải địa phơng: + Phụ tải trung áp: U đm = 110 (kV); Pmax = 80 (MW); Cos = 0,8 max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp Thời gian 0 4 4 10 10 14 14 18 18 24 P% 70 90 100 85 75 P(MW) 56 72 80 68 60 S(MVA) 70 90 100 85 75 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp: Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 3 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp + Phụ tải toàn nhà máy: P max = 240 (MW); cos = 0,8 max 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy Thời gian 0 8 8 12 12 14 14 20 20 24 P% 80 100 90 100 70 P(MW) 192 240 216 240 168 S(MVA) 240 300 270 300 210 Đồ thị phụ tải: 1.2.2. Phụ tải tự dùng: Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lợng điện tự dùng chiếm 8% công suất định mức của toàn nhà máy. Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau: += nm nmtd S tS StS )( 6,04,0 100 % )( Trong đó: S td (t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t S NM : Công suất đặt của toàn nhà máy S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t : Số phần trăm lợng điện tự dùng Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: Sinh viªn: Vò V¨n ThiÕt – HT§1 – K44 Trang 4 §å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p Thêi gian 0 8 8 12 12 14 14 20 20 24 C«ng suÊt St 240 300 270 300 210 Stdt 12 13.8 12.9 13.8 11.1 Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 5 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Đồ thị phụ tải tự dùng: 1.2.3. Công suất phát về hệ thống: Công suất của nhà máy phát về hệ thống đợc tính theo công thức S VHT (t) = S tnm (t) - (S đp (t) + S T (t) + S td (t)) Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: Thời gian 0 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 18 18 20 20 24 Công suất Snm 240 240 240 300 300 270 300 300 210 Suf 11.7 11.7 18.525 18.525 17.55 17.55 19.5 10.725 10.725 Sut 70 90 90 90 100 100 85 75 75 Std 12 12 12 13.8 13.8 12.9 13.8 13.8 11.1 Sht 146.3 126.3 119.475 177.675 168.65 139.55 181.7 200.475 113.175 Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 6 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy : chơng 2: chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 7 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 2.1. Đề xuất các phơng án: Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Các phơng án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện đợc tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế. Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy. Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ở chơng 1 ta có: + Phụ tải địa phơng: S max = 19,5 (MVA) S min = 10,725 (MVA) + Phụ tải trung áp: S Tmax = 100 (MVA) S Tmin = 70 (MVA) + Công suất phát vào hệ thống: S HTmax = 200,475 (MVA) S HTmin = 113,175 (MVA) Theo đề ra ta nhận thấy: + Dự trữ quay của hệ thống: S DT = 13%ì2500 = 325 (MVA) + Phụ tải địa phơng : P max = 15,6 MW. + Công suất một bộ máy phát điện _ máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ: máy phát điện _ một máy biến áp. + Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đợc trực tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp. + Phụ tải trung áp: S max = 100 (MVA) S min = 70 (MVA) Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện _ máy biến áp hai dây cuốn lên thanh góp trung áp. + Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy thiết kế: 2.1.1. Phơng án 1: Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 8 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ. 2.1.2. Phơng án 2: ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 9 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp. Nhợc điểm của phơng án là so với phơng án 1 thì bộ máy biến áp - máy phát điện có B 4 phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV). 2.1.3. Phơng án 3: Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp. Nhợc điểm của phơng án là điện áp bên cao và bên trung không chênh nhau nhiều nên việc sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc không có hiệu quả là bao .Trong khi đó bên cao dùng 2 bộ MF-MBA là tốn kém ,số lợng máy biến áp nhiều. Nhận xét: Qua phân tích sơ bộ các phơng án đa ra ta nhận thấy phơng án 1và phơng án 2 có nhiều u điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phơng án này để tính toán kinh tế, kỹ thuật từ đó chọn một phơng án tối u nhất cho nhà máy thiết kế. 2.2. Tính toán chọn MBA: 2.2.1. Phơng án 1: ~ ~~ ~ Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 Trang 10 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 1. Chọn máy biến áp: a. Chọn biến áp bộ B 3 , B 4 Công suất của máy biến áp bộ B 3 , B 4 chọn theo điều kiện S B3 = S B4 S đmF = 75 (MVA) Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP H 80000/110 có các thông số chính sau: S đm (MVA) U C (kV) U H (kV) P 0 (kW) P n (kW) Un% I 0 % Loại 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 TP H 80000/110 b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B 1 , B 2 Công suất của máy biến áp tự ngẫu đợc chọn theo điều kiện: thdmbdmb SSS = 1 21 = maxmin tduFdmFth SSSS Trong đó: : Hệ số có lợi của MBATN ~ ~ ~ ~ [...]... ngẫu B 1 và B2 công suất truyền tải lên các cấp điện áp đợc tính theo công thức sau: + Công suất truyền tải lên cao áp mỗi máy là: Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 11 Trang 0,5 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 1 (SHT) 2 + Công suất truyền tải lên trung áp mỗi máy là: SCB1 = SCB2 = S TB1 = S TB 2 = S110 ( S B 3 + S B 4 ) 2 + Công suất truyền tải lên cuộn hạ áp mỗi máy: SHB1 = SHB2... thông số máy biến áp và bảng phân phối công suất ta tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp nh sau: Máy biến áp ba pha hai cuộn dây: Máy biến áp B3 và B4 luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó Sb = 71,55 MVA trong cả năm Do đó Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 15 Trang Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 71,55 2 AB3 = AB4 = 8760 (70+ 310 ) = 2785,426.103 KWh 2 80 Máy. .. phải tải 1 lợng công suất bên trung là: ST = STmax - SB3 - SB4 = 100 (71,55ì2) = -43,1 MVA Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải đợc 1 lợng công suất là: SB1(B2) = .SđmB = 0,5.160 = 80 MVA Ta thấy: SB1(B2) = 80 > 43,1 MVA Công suất định mức của máy biến áp lớn hơn công suất thực cần phải tải khi sự cố: Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải - Phân bố công suất khi sự cố MBA B1: Công suất trên cuộn... viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 19 Trang Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp - Phân bố công suất khi sự cố B1: Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải sang thanh góp trung áp một lợng công suất STB2(B3) = STmax - SB4 = 100 71,55 = 28,45 MVA - Lợng công suất từ máy phát F2 cấp lên phía hạ của B2 1 1 SHB2(B3) = SđmF - SUF - Stdmax = 75 17,55 - 13,8 = 54 MVA 4 4 - Lợng công suất phát lên... = 50 MVA = 2 2 Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải đợc một lợng công suất là: SB2(B3) = SđmB = 0,5.160= 80 MVA Ta thấy: SđmB2 = 80 > 50 MVA Do vậy nên máy biến áp không bị quá tải - Phân bố công suất khi sự cố B3 Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 18 Trang 67.91 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Phía trung của MBA tự ngẫu phải tải một lợng công suất là: 1 STB1(B2) = STmax... luận: Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 14 Trang Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Các máy biến áp đã chọn cho phơng án 2 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải 4 Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần: - Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng... 50 MVA 2 Lợng công suất từ máy phát F1 (F2) cấp lên phía hạ của B1 (B2): 1 1 SHB2(B3) = SđmF - SUF - Stdmax 2 4 = 75 0,5.17,55 - 0,25.13,8 = 57,775 MVA Lợng công suất phát lên phía cao của B1 (B2) SCB1(B2) = SHB1(B2) - STB1(B2) = 57,55 - 50 = 7,55 MVA Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là: SB4 + (SCB1 + SCB2) = 71,55 + 2.(7,55) = 86,65 MVA Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh... Trang Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ~ ~ ~ ~ - Điều kiện kiểm tra sự cố: Khi sự cố máy biến áp B4 (hoặc B3) mỗi máy biến áp tự ngẫu cần phải tải một lợng công suất là: (S - S ) 100 71,55 S = Tmax B3 = = 14,225 MVA 2 2 - Thực tế mỗi máy biến áp tự ngẫu phải tải đợc một lợng công suất là: SB1(B2) = .SđmB = 0,5.160 = 80 MVA Ta thấy: SđmB2 = 80 > 14,225 MVA Do vậy nên máy biến áp không... Để chọn khí cụ điện phía 220KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống Chọn điểm ngắn mạch N2: để chọn khí cụ điện cho mạch 110KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống Chọn điểm ngắn mạch N3: để chọn khí cụ điện cho mạch hạ áp của máy biến áp liên lạc coi nh F2 nghỉ, nguồn cung cấp là các máy phát điện khác và hệ thống Chọn điểm ngắn mạch N3: Khi tính toán chỉ kể thành phần do F2 cung... MVA Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao cấp còn thiếu so với lúc bình thờng là: Sthiếu = S 220 - (SCB1 + CCB2) TG = 168,65 2ì48,55 = 71,55 MVA Ta thấy: SdtHT > Sthiếu thoả mãn điều kiện - Sự cố B1 (hoặc B2) Sinh viên: Vũ Văn Thiết HTĐ1 K44 13 Trang Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp - Điều kiện kiểm tra sự cố ~ ~ ~ ~ Khi có sự cố máy biến áp B1 (hoặc B2) máy biến