Trờng đại học bách khoa hà nội máy điện Đồ án môn học nhà Mục lục Trang Mở đầu Chơng 1: Tính toán phụ tải cân công suất I Chọn máy phát điện II Tính toán cân công suất Chơng : Lựa Chọn sơ đồ nối điện nhà máy I Đề xuất phơng án II Phơng án 11 III Phơng án 18 Chơng : I II III Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phơng án tối u Mục đích phơng pháp tính toán Tính kinh tế phơng án Tính kinh tế phơng án 24 24 26 Chơng : Tính toán ngắn mạch I Chọn điểm ngắn mạch 29 II Lập sơ đồ thay 30 III Tính toán ngắn mạch theo điểm 32 Chơng : I II III IV V VI Ch¬ng : Lùa chọn thiết bị điện Chọn máy cắt điện dao cách ly Chọn dẫn cứng sứ đỡ đầu cực máy phát Chọn dây dẫn góp mềm phía điện áp cao trung áp Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng Chọn kháng điện phân đoạn, cáp, máy cắt hợp kháng điện cho phụ tải địa phơng Chọn chống sét van 39 40 43 46 50 55 Chọn sơ đồ thiết bị điện tự dùng Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng I Sơ đồ nối ®iƯn tù dïng 56 II Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 56 III Chän khÝ ®iƯn tù dïng 57 Mở đầu Nhà máy điện phần thiếu đợc hệ thống lợng Nhà máy điện làm nhiệm vụ biến đổi lợng sơ cấp nh than, dầu, khí đốt, thuỷ thành điện nhiệt Cùng với phát triển hệ thống lợng quốc gia, nớc ta ngày xuất nhiều nhà máy điện có công suất lớn việc giải đắn vấn đề kinh tÕ - kü thuËt thiÕt kÕ sÏ mang lại lợi ích không nhỏ hệ thống kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Đồ án môn học đà đa phơng án có khả thực thi việc thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện ngng vừa cung cấp điện cho hộ phụ tải địa phơng cấp điện áp máy phát 10,5 kV hộ phụ tải cấp điện áp trung 110 kV, vừa phát điện lên hệ thống điện 220 kV Nhìn chung, phơng án đa đà đáp ứng đợc yêu cầu nhà máy nhiệt điện kiểu ngng Dù đà cố gắng nhng đồ án không tránh khỏi thiếu sót hạn chế, em mong nhận đợc bảo giúp đỡ thầy để em tự hoàn thiện thêm kiến thức Trờng đại học bách khoa hà nội máy điện Đồ án môn học nhà Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ PGS TS Nguyễn Hữu Khái TS Phạm Văn Hoà đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Hà Nội, ngày 13 tháng 11 năm 2003 Sinh viên thiết kế Chơng Tính toán phụ tải Cân công suất I Chọn máy phát điện Theo yêu cầu đề bài, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện kiểu ngng có tổ máy x 60 MW nên ta chọn máy phát điện loại có thông số kỹ thuật nh sau: Loại máy phát TB60-2 n, v/p h 300 Thông số định mức Điện kháng (*) S, MVA P, MW U, kV co s I, kA Xd'' Xd' Xd 75 60 10, 0,8 4,12 0,14 0,2 1,69 Bảng Loại máy kích thích BT-4503000 II tính toán Cân công suất Tính công suất phụ tải cấp a) Cấp điện áp máy phát Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng Với Pmax = 28 MW; cos = 0,85 cho biến thiên phụ tải P %(t) ta tính vẽ đợc đồ thị phơ t¶i sau: Pmax P % 28 P% SU (t )= = F cosϕ 100 , 85 100 (1-1) Thêi gian P% P,MW SUf,MVA B¶ng 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 70 19,6 23,06 80 22,4 26,35 90 25,2 29,65 100 28 32,94 90 25,2 29,65 80 22,4 26,35 80 22,4 26,35 70 19,6 23,06 26,35 23,06 29,65 32,94 29,65 26,35 23,06 b) CÊp ®iƯn ¸p trung ¸p 110 kV Víi Pmax = 80 MW; cos = 0,86 cho biến thiên phụ t¶i P %(t) ta cã P P % 80 P% SU (t )= max = T cos ϕ 100 , 86 100 (1-2) Thêi gian P% P,MW SUt,MVA B¶ng 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 100 80 93,02 100 80 93,02 90 72 83,72 90 72 83,72 80 64 74,42 90 72 83,72 100 80 93,02 100 80 93,02 93,02 93,02 83,72 74,42 83,72 Đồ án môn học nhà Trờng đại học bách khoa hà nội máy điện Công suất phát toàn nhà máy Với PFđm = 180 MW; cos = 0,8 cho biến thiên phụ tải P%(t) ta cã S NM (t )= Thêi gian P% P,MW S NM,MVA ∑ PFdm P % =180 P % cos ϕ F 100 0,8 100 (1-3) B¶ng 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 100 180 100 180 90 162 90 162 80 144 80 144 100 180 100 180 225 225 202,5 202,5 180 180 225 225 225 202,5 225 180 Công suất phụ tải tự dùng Hệ số tự dùng cực đại = 7% víi costd = 0,85 C«ng st tù dïng cđa nhà máy nhiệt điện ngng đợc tính theo công thøc Std (t )= víi ∑ P Fdm α % cos ϕ td 100 ( 0,4+0,6 S NM ( t ) ∑ S Fdm SF®m = 3.75 = 225 (MVA) Std (t )= ( S NM (t ) 180 0,4 +0,6 100 , 85 225 ) ) (1-4) B¶ng Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng h¬i Thêi gian P% S NM,MVA Std,MVA 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 100 100 90 90 80 80 100 100 225 225 202,5 202,5 180 180 225 225 15,75 15,75 14,81 14,81 13,86 13,86 15,75 15,75 Dùa vào bảng giá trị ta có đồ thị phụ tải tù dïng nh sau: 15,75 15,75 14,81 13,86 C«ng suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống đợc tính theo công thức [ SVHT ( t )=S NM ( t )− Std ( t )+ SU ( t )+ SU ( t ) F T ] (1-4) B¶ng Thêi 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 SNM,MVA 225 225 202,5 202,5 180 180 225 225 Std,MVA 15,75 15,75 14,81 14,81 13,86 13,86 15,75 15,75 SUf,MVA 23,06 26,35 29,65 32,94 29,65 26,35 26,35 23,06 SUt,MVA 93,02 93,02 83,72 83,72 74,42 83,72 93,02 93,02 93,17 89,88 74,33 71,04 72,49 56,07 89,88 93,17 gian S ,MVA VHT Dựa vào bảng giá trị ta có đồ thị phụ tải công suất phát hệ thống nh sau: Trờng đại học bách khoa hà nội máy điện 93,17 89,88 Đồ án môn học nhà 93,17 89,88 74,33 71,04 72,49 56,07 Nhận xét - Công suất đặt nhà máy 225 MVA tức nhà máy đóng gãp 12,5% tỉng c«ng st cđa hƯ thèng - Phụ tải địa phơng lớn, chiếm 15% công suất phát toàn nhà máy nên phải đặt góp điện áp máy phát cần nhiều vốn đầu t cho thiết bị bảo vệ để đảm bảo cung cấp điện - Phụ tải bên trung lớn so với công suất đặt nhà máy bao gồm hộ tiêu thụ điện loại I - Dự trữ quay hệ thống lớn với lợng công suất phát hệ thống nhà máy S VHTmax = 93,17 MVA nên độ ổn định cấp điện cho phụ tải hệ thống đợc đảm bảo kể trờng hợp bị cố Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt ®iƯn ngng h¬i Ch¬ng Lùa Chän s¬ ®å nèi điện nhà máy I đề xuất phơng án Ta đa phơng án sơ đồ nối điện nhà máy theo sở sau: - Thanh góp điện áp máy phát đợc sử dụng công suất phụ tải địa phơng lớn vợt 15% công suất định mức máy phát Ta cã: P®fmax = 28 (MW) 15%.PF®m = 15%.60 = (MW) Do Pđfmax > 15%.PFđm phụ tải cấp điện áp máy phát có nhiều đờng dây cung cấp điện cho phụ tải nên ta cần phải đặt góp điện áp nối máy phát điện - Lới cao áp 220 kV lới trung áp 110 kV lới có trung tính trực tiếp nối đất, hệ số có lợi = 0,5 nên ta sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu làm việc liên lạc cấp điện áp - Số lợng bé MF - MBA hai cuén d©y ë phÝa trung đợc chọn cho tơng ứng với công suất lớn cấp vây ta sử dông hay bé MF - MBA hai cuén dây - Để ghép số máy phát với máy biến áp phải đảm bảo công suất tổng máy phát ghép nhỏ công suất dự phòng hệ thống để hỏng công suất dự phòng đủ đảm bảo cho phần thiếu hụt công suất Công suất dự phòng: Sdt = 150 (MVA) Công suất tổng máy phát ghép: S = 2.75 = 150 (MVA) Trờng đại học bách khoa hà nội máy điện Đồ án môn học nhà Vậy ghép đợc máy phát với máy biến áp cấp điện áp máy phát Tuy nhiên ghép cố ta phải huy động hết công suất dự phòng hệ thống nên phơng án ta không đa trờng hợp ghép máy phát vào máy biến áp Phơng án Sơ đồ nối điện nhà máy: Ưu điểm: Phụ tải bên trung đợc cung cấp điện ổn định nhờ máy phát điện máy biến áp cung cấp điện trực tiếp Nhợc điểm: Trong số trờng hợp tổn thất công suất máy biến áp liên lạc tăng công suất thừa từ máy phát điện máy biến áp đợc truyền tải qua cn trung cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Phơng án Sơ đồ nối điện nhà máy: 1 Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng Ưu điểm: Lợng công suất truyền tải qua máy biến áp liên lạc sang cung cấp điện cho phụ tải bên trung áp theo chiều nên giảm đợc tổn thất công suất Nhợc điểm: máy biến áp liên lạc phải chịu tải nặng nề trờng hợp xảy cố máy biến áp tự ngẫu lợng công suất truyền tải tăng lên gấp hai lần Phơng án Sơ đồ nối điện nhà máy: Ưu điểm: Tổn thất công suất giảm, vốn đầu t vào máy biến áp giảm sử dụng hai máy biến áp liên lạc Nhợc điểm: Dòng ngắn mạch góp điện áp máy phát tăng nối máy phát vào, phải mắc thêm kháng điện phân đoạn để giảm dòng ngắn mạch Máy biến áp tải