Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và thiết kế trạm biến áp 10 04kv

LỜI MỞ ĐẦU Đã hai kỷ, điện trở thành dạng lượng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xã hội hoạt động lao động sản xuất người Xuất phát từ tầm quan trọng đó, quốc gia giới, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kinh tế quốc gia Đối với nước ta, công nghiệp điện Đảng Nhà nước xác định ngành cơng nghiệp mang tính tảng nhất, có nhiệm vụ quan trọng phục vụ thúc đẩy q trình cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước Việc xây dựng nhà máy điện quan tâm mức, với hàng loạt cơng trình kỷ: NMTĐ Sơn La, NMTĐ Hồ Bình, NMTĐ Yaly, NMNĐ Phả Lại 1,2, Ninh Bình Trong chiến lược phát triển công nghiệp điện nước ta, xuất phát từ điều kiện tự nhiên đất nước, thuỷ điện chiếm vị trí quan trọng, bên cạnh phát triển hợp lý nhà máy nhiệt điện Việc phát triển nhà máy nhiệt điện thiếu, lẽ chúng bổ sung cho thuỷ điện mùa khô, phục vụ nhu cầu thực tế cục khác địa phương, đơn vị Là ngành công nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, cơng nghiệp điện có thay đổi to lớn với trình chuyển đổi chế Bước sang kinh tế thị trường, điện sản phẩm hàng hoá, sản xuất điện coi sản xuất hàng hoá Với thay đổi nhận thức vậy, việc xây dựng nhà máy điện khơng cịn mang tính bao cấp, mà phải đảm bảo hiệu kinh tế, tối thiểu thu hồi vốn đầu tư, tránh lãng phí đầu tư khơng hiệu Với nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp giao gồm hai nội dung : 1- Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 2- Thiết kế trạm biến áp 10/0,4kV Qua thời gian làm thiết kế tốt nghiệp, với khối lượng kiến thức học tập giúp đỡ thầy cô khoa, đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình thầy Trương Ngọc Minh giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy cô Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Phan Hợp Thắng Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Tính tốn phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Do vậy, người ta cần phải biết đồ thị phụ tải, nhờ chọn phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế phải tiến hành công việc : chọn máy phát điện, tính tốn phụ tải cân cơng suất cách hợp lý 1.1.Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có cơng suất 275MW, gồm máy phát điện x 55MW; U đm = 10,5kV Chọn máy phát điện loại TB-552 có thơng số kỹ thuật cho bảng sau: Loại MF SFđm PFđm MVA MW TB-55-2 68,75 55 cosđm 0,8 UFđm kV 10,5 Iđm Xd’’ Xd’ Xd KA 3,462 0,123 0,182 1,452 1.2.Tính tốn phụ tải cân công suất Xuất phát từ đồ thị phụ tải ngày cấp điện áp theo phần trăm công suất tác dụng cực đại Pmax hệ số công suất cos phụ tải tương ứng, ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp tồn nhà máy theo cơng suất biểu kiến theo công thức sau : P (t )  P (%) Pmax (1) 100 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page S (t )  P (t ) cos  (2) Trong đó: P(t) – cơng suất tác dụng phụ tải thời điểm t S(t) – công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t cos - hệ số công suất phụ tải 1.2.1 Đồ thị phụ tải điện áp máy phát (phụ tải địa phương) Phụ tải điện áp máy phát có Udm= 10 kV; PUFmax= 18 MW; cos = 0,85 Theo cơng thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–7 PUF(%) 85 PUF(t),MW 15,3 SUF(t),MVA 18 Đồ thị phụ tải địa phương : – 12 100 18 21,176 12 – 15 75 13,5 15,882 15 – 20 100 18 21,176 20 – 24 85 15,3 18 Suf (MVA) 21,176 21,176 18 18 15,882 12 15 t (h) 20 24 1.2.2 Đồ thị phụ tải trung áp Phụ tải trung áp có Udm= 110 kV; PUTmax= 100 MW; cos = 0,88 Theo công thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–7 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 – 12 12 – 15 15 – 20 20 – 24 Page PUT(%) 90 PUT(t),MW 90 SUT(t),MVA 102,272 Đồ thị phụ tải trung áp : 100 100 113,636 90 90 102,272 95 95 107,954 75 75 85,227 SuT (MVA) 113,636 102,272 102,272 107,954 85,227 12 15 t (h) 20 24 1.2.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy điện bao gồm tổ máy 55 MW có cos = 0,8 nên : PNM = 55 = 275 MW SNM = 68,75 = 343,75 MVA Theo cơng thức (1) (2) ta có bảng kết sau : t(h) 0–8 – 11 PNM(%) 80 90 PNM(t),MW 220 247,5 SNM(t),MVA 275 309,375 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy : Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 11 – 14 85 233,75 292,187 14 – 20 100 275 343,75 20 – 24 85 233,75 292,187 Page Snm (MVA) 343,75 309,375 292,187 275 11 14 292,187 20 t (h) 24 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng nhà máy thời điểm ngày tính theo cơng thức sau : S TD (t )   % PNM 100 cos  TD  S (t )    0,4  0,6 NM S NM   Trong đó: PNM - cơng suất tác dụng định mức nhà máy, PNM =275 MW SNM - công suất biểu kiến định mức nhà máy, SNM =343,75 MVA  - lượng điện phần trăm tự dùng,  = 5,5% cosTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosTD = 0,8 Kết tính tốn cho bảng sau : t(h) 0–8 – 11 SNM(t),MVA 275 309,375 STD(t),MVA 16,637 17,772 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 11 – 14 292,187 17,205 14 – 20 343,75 18,906 20 – 24 292,187 17,205 Page Std (MVA) 18,906 16,637 17,772 17,205 11 14 17,205 20 24 t (h) 1.2.5 Đồ thị công suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống thời điểm xác định theo công thức sau : SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t) ] Dựa vào kết tính tốn trước ta tính cơng suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tính tốn cho bảng sau: t(h) 0-7 7-8 - 11 11 - 12 12 - 14 14 - 15 15 - 20 20 - 24 SNM(t),MVA 275 275 309,375 292,187 292,187 343,75 343,75 292,187 SUF (t),MVA 18 21,176 21,176 21,176 15,882 15,882 21,176 18 SUT(t),MVA 102,272 113,636 113,636 113,636 102,272 102,272 107,954 85,227 STD(t),MVA 16,637 16,637 17,772 17,205 17,205 18,906 18,906 17,205 SVHT(t),MVA 138,091 123,551 156,791 140,17 156,828 206,69 195,714 171,755 Từ bảng kết ta có đồ thị phụ tải tổng hợp : Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page S (MVA) 350 300 Snm 250 200 SVHT 150 100 SuT 50 Suf Std 11 12 1415 20 24 t (h) 1.2.6 Nhận xét * Phụ tải nhà máy phân bố không ba cấp điện áp, giá trị công suất lớn nhỏ chúng là: - Phụ tải địa phương : SUFmax= 21,176 MVA ; SUFmin= 15,882 MVA - Phụ tải trung áp : SUTmax= 113,636 MVA ; SUTmin= 85,227 MVA - Phụ tải tự dùng : STDmax= 18,906 MVA ; STDmin= 16,637 MVA - Phụ tải phát hệ thống: SVHTmax= 206,69 MVA; SVHTmin= 123,551 MVA * Vai trò nhà máy điện thiết kế hệ thống : Nhà máy điện thiết kế việc cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp tự dùng cịn phát hệ thống lượng cơng suất đáng kể (lớn lượng dự trữ công suất quay hệ thống) nên có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định động hệ thống Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP Chọn sơ đồ nối điện khâu quan trọng việc tính tốn thiết kế nhà máy điện Các phương án đề xuất phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, tin cậy cho phụ tải, thể tính khả thi tính kinh tế 2.1 Đề xuất phương án Dựa vào kết tính tốn chương ta có số nhận xét sau: S 21,176 UFmax - Do 2.S  2.68, 75 100 15, 401%  20% Fdm  nên không cần dùng góp điện áp máy phát – Để nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 110kV ta nối máy phát + máy biến áp ba pha dây quấn vào góp 110kV - Do cấp điện áp 220kV 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi  = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống - Do công suất phát hệ thống lớn dự trữ quay hệ thống nên ta phải đặt hai máy biến áp nối với điện áp 220kV - Công suất máy phát điện - máy biến áp không lớn trữ quay hệ thống nên ta dùng sơ đồ máy phát điện - máy biến áp - Do SUTmax/SUTmin= 113,636/85,227 MVA SFđm = 68,75 MVA, ta ghép từ đến máy phát điện - máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp - Do tầm quan trọng nhà máy hệ thống nên sơ đồ nối điện việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cịn phải sơ đồ đơn giản, an tồn linh hoạt trình vận hành sau Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page - Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung cấp điện an toàn, liên tục cho phụ tải cấp điện áp khác nhau, đồng thời bị cố không bị tách rời phần có điện áp khác Với nhận xét ta có phương án nối điện cho nhà máy sau: 2.1.1.Phương án HT 110 kV 220 kV F5 F1 F2 F3 F4 Nhận xét: Phương án có hai máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV máy phát hai cuộn dây nối lên góp 220kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải cơng suất thừa thiếu cho phía 110kV + Ưu điểm: Giảm tối đa số thiết bị nối vào góp điện áp cao nên giá thành rẻ, có lợi mặt kinh tế Cả hai phía điện áp cao điện áp trung có trung tính trực tiếp nối đất Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 Page (U  110 kV) nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc Mặt khác, chủng loại máy biến áp nên sơ đồ dễ chọn lựa thiết bị vận hành, độ tin cậy cao, cung cấp điện đảm bảo + Nhược điểm: Có phần cơng suất truyền qua hai lần biến áp làm tăng tổn thất cơng suất Nhưng sơ đồ sử dụng máy biến áp tự ngẫu liên lạc nên tổn thất công suất tăng không đáng kể 2.1.2.Phương án HT 110 kV 220 kV F4 F5 F1 Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52 F2 F3 Page 10