Thiết kế nhà máy thủy điện công suất 4 x 100 mw cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát phụ tải trung áp 110 kv

Lời nói đầu Ngành điện nói riêng ngành lợng nói chung đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc Nhà máy điện phần tử quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, nh phát triển hệ thống lợng Quốc Gia phát triển nhà máy điện Việc giải đắn vấn ®Ị kinh tÕ - kü tht thiÕt kÕ nhµ máy điện mang lại lợi ích không nhỏ với kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện trờng Đại học Bách Khoa Hà Néi, ®ang theo häc ci khãa häc, ®Ĩ cã đợc báo cáo kết thân năm học trờng, em đợc môn hệ thống điện giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp với nội dung: Thiết kế nhà máy thủy điện công st x 100 MW, cung cÊp cho phơ t¶i điện áp máy phát, phụ tải trung áp 110 kV, Phụ tải cao áp 220 kV Qua thời gian hai tháng, với khối lợng kiến thức đà học tập đợc giúp đỡ thầy, cô khoa, đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình thầy Phạm Văn Hoà đà giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đợc đóng góp ý kiến thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn! Chơng I Cân công suất chọn phơng án nối dây ***** Nhà máy thiết kế theo yêu cầu đặt phải đảm bảo chất lợng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ cấp điện áp khác Nhiệm vụ thiết kế không đảm bảo tính an toàn liên tục cung cấp điện mà phải đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật giảm đợc giá thành điện Muốn ta phải khảo sát đợc quy luật biến Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện thiên đồ thị phụ tải theo ngày cần lựa chọn đợc thiết bị nh phơng án hợp lý Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế số lợng máy phát điện máy, máy có Pđm= 100 MW Tra bảng tài liệu Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp tác giả Nguyễn Hữu Khái ta chọn máy phát điện loại CB - 1500 /170 - 96 có thông số sau Sđm P (MW) Cos I ( kA) X"d X'd Xd U®m 117,65 100 0,85 4,92 0,21 0,29 0,65 13,8 1.2 Tính toán phụ tải cân công suất Phụ tải cấp điện áp đợc xác định theo công thức S ( t )= P max P % ( t ) 100 cos (11) Trong đó: S(t): Là công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t P%: Là công suất tác dụng phụ tải cho dới dạng % Cos: Là hệ số công suất phụ tải áp dụng công thức (1 - 1) để tính toán phụ tải cho cấp điện áp Cấp điện áp máy phát: cấp có Cos = 0,84 PFmax = 14 MW VÝ dô thêi gian tõ 04 giê P% (  ) = 70% ¸p dơng công thức ( -1 ) ta đợc S UF (0−4 )= 14 70 =11,7 ( MVA) 0,8 100 Các lại tính toán tơng tự, kết ghi b¶ng ( 1- 1) Thêi gian SF(t) 04 46 68 810 1012 1214 1416 1618 1820 2024 11,7 12,5 13,3 13,3 15 16,7 15 15 13,3 12,5 MVA Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp SMF Thiết kế nhà máy thuỷ điện MVA 16,7 15 13,3 12,5 11,7 10 12 15 14 16 13,3 18 12,5 20 24 t(h) Hình1 - 1: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Phụ tải trung áp : cấp có Cos = 0,87 PMAX = 110 MW áp dụng công thức - 1, ta tính đợc kết ghi bảng – Thêi gian 04 46 68 810 1012 1214 1416 1618 1820 2024 101,1 101,1 94,8 113,8 101,1 101,1 113,8 113,8 126,4 101,1 ST(t) MVA SUT 126,4 MVA 113,8 113,8 101,1 101,1 101,1 94,8 10 12 14 16 18 20 24 t(h) Sinh Viªn thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện Hình - 2: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp Phụ tải cao áp : ë cÊp nµy cã Cos  = 0,86 PC MAX = 140 MW áp dụng công thức -1, thay số vào công thức ta đợc bảng số liệu sau B¶ng -3 Thêi gian 04 SC(t) 162,8 154,6 MVA 46 68 810 1012 1214 1416 1618 1820 2024 154,6 146,5 146,5 146,5 146,5 138,4 146,5 154,6 Tõ b¶ng sè liệu ta dựng đồ thị phụ tải cao áp hình Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp SUC Thiết kế nhà máy thuỷ điện MVA 162,8 154,6 154,6 146,5 146,5 138,4 10 12 14 16 18 20 24 t(h) H×nh - 3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp Phụ tải toàn nhà máy SmaMN = 100 % SđmF SkhôNM = 80% SđmF = 117,65 = 470, (MVA) = 08% 117,65 = 376,5 MVA Phụ tải tự dùng toàn nhà máy Với nhà máy thủy điện, điện tự dùng chiếm ít, khoảng 0,8% coi nh không đổi Dựa vào công suất toàn nhà máy thời điểm hệ số tự dùng ta xác định đợc công suÊt tù dïng theo c«ng thøc sau: S td (t )= α %Ptd 100 Cos ϕ td Víi: Cosφ = 0,82 α = 0,8 S td = 0,8 400 =3,9( MVA ) , 82 100 C«ng st vỊ hệ thống Nhà máy thiết kế việc cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp phụ tải địa phơng, lợng lại cung cấp cho hệ thống Ta có: Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện SNM(t) = SMF + ST + SC + Std + SHT ⇒ SHT = SNM - ( SMF + ST + SC + Std ) áp dụng công thức bảng tính toán ta đợc bảng tổng kết sau B¶ng – * NhËn xÐt : Ta nhận thấy phụ tải cấp điện áp hộ quan trọng Cấp điện áp có lộ kép Nhà máy thiết kế đủ cung cấp liên tục cho phụ tải Nhà máy thiết kế có tổng công suất 453,9 (MVA) Trong hệ thống có tổng công suất 4000 (MVA) nh công suất nhà máy chiếm 11,35% tổng công suất hệ thống Nhà máy nhiều khả để phát triển tơng lai t (h ) 04 46 68 810 1012 1214 1416 1618 1820 UF 11,7 12,5 13,3 13,3 15 16,7 15 15 13,3 UT 101,1 101,1 94,8 113,8 101,1 101,1 113,8 113,8 126,4 UC 162,8 154,6 154,6 146,5 146,5 146,5 146,5 138,4 146,5 Mïa 3,9 TD NM HT S cao TG Kh« 376,5 Ma 470,6 Kh« 97 104,4 109,9 99 110 108,3 97,3 105,4 86,4 Ma 191,1 198,5 204 193,1 204,1 202,4 191,4 199,5 180,5 Kh« 259,8 259 264,5 245,5 256,5 254,8 243,8 243,8 232,9 Ma 353,9 353,1 358,6 339,6 350,6 348,9 337,9 337,9 327 Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C – HT§ S MVA 470,6 376,5 S VHT 280,1 279,2 279,5 277,5 271,1 272,5 272,1 268,2 266,6 S UC 266,5 143,6 132,7 131 121,7 S UT 120 117,5 117,5 116,7 112 20,6 18,9 18,9 17,2 17,2 16,4 15,6 16,4 S UF 3,9 S TD 10 1.3 Lựa chọn phơng án nối dây 12 14 16 18 20 24 t(h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện Nhà máy thiết kế cã S UFmax = 16,7 MVA vµ b»ng 14,2% S đm máy phát, nên ta không cần sử dụng góp điện áp máy phát Ta có lới trung áp cao áp lới có trung tính trực tiếp nối đất có hệ số có lợi = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc Từ đồ thị phụ tải phía trung áp ta thấy ST MAX = 126,4 (MVA) vµ ST MIN = 94,8 (MVA) mµ S ®m F = 117,65 (MVA) nªn ta cã thĨ ghÐp đến máy phát máy biến áp cuộn dây phía trung áp Phía cao áp S C MAX = 162,8 (MVA) vµ SC MIN = 138,4 (MVA) nên ta ghép hai đến ba có máy phát - máy biến áp hai cuộn dây máy phát máy biến áp tự ngẫu Từ liệu ta đa số phơng án nối điện sau: 1.Phơng án I 220kV 110kV B1 f1 F2 B4 B3 B2 F3 F4 Phơng án ghép hai máy phát máy biến áp hai cuộn dây lên góp trung Để liên lạc cấp dùng hai máy biến tự ngẫu, c¸c m¸y ph¸t F 1, F2 nèi víi m¸y biÕn áp tự ngẫu vừa để cấp công suất lên cao, đồng thời cấp điện áp cho phụ tải địa phơng Phơng án II Phơng án bên cao trung ghép máy phát máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc cấp dùng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu, c¸c m¸y ph¸t F 1, F2 nèi víi m¸y biÕn ¸p tù ngÉu võa để cấp công suất lên cao, đồng thời cấp điện áp cho phụ tải địa phơng Phơng án III Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện Trong phơng án bên cao trung ghép hai máy phát máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc cấp điện ¸p dïng hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu Hai m¸y biến áp tự ngẫu phía hạ cấp cho phụ tải địa phơng *Nhận xét sơ phơng án Phơng án I: - Ưu điểm: Chỉ có hai máy biến áp nên vận hành đơn giản, vốn đầu t rẻ - Nhợc điểm: Hai phía trung sau phát cho phụ tải trung phát hệ thống qua máy biến áp tự ngẫu, gây tổn thất nhiều bên trung máy biến áp tự ngẫu Phơng án II: - Ưu điểm: Bố trí máy biến áp máy phát cấp điện tơng đối phù hợp với công suất cấp, nên vận hành đơn giản, vốn đầu t rẻ - Nhợc điểm: Vì có phía cao áp so với phơng án I nên vốn đầu t lớn phơng án I Phơng án III - Ưu điểm: Đảm bảo cấp điện áp cho phụ tải - Nhợc điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp, số lợng máy biến áp nhiều nên vận hàn phức tạp, vốn đầu t lớn Nh qua so sánh sơ ba phơng án ta thấy phơng án I phơng án II có u điểm so với phơng án ba Vậy ta giữ lại phơng án I phơng án II để tính toán so sánh chọn phơng án tối u Chơng II Tính toán chọn máy biến áp A Phơng án 2.1a Chọn m¸y biÕn ¸p PhÝa 110 kV ta chän hai MBA B B4 loại pha hai dây không điều chỉnh dới tải Công suất máy ®ỵc chän theo ®iỊu kiƯn: SB3®m = SB4®m  S®m F = 117,65 (MVA) Căn vào ta chọn máy T - 125 có thông số sau: Sđm (MVA) UC (KV) UH (KV) Δ P0 (KW) 125 121 13,8 100 Δ PN I0 % U N% 0,5 10,5 Số l- Giá ợng 103R (KW) 400 100 Chọn máy biến áp liên lạc Sinh Viên thực hiện: RoÃn Đình Phi Lớp H7C HTĐ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy thuỷ điện Ta chọn máy biến áp B1 B2 hai máy biến áp tự ngẫu ba pha làm nhiệm vụ liên lạc ba cấp điện áp - máy biến áp ba pha đợc chọn theo điều kiện làm việc bình thờng kiểm tra lại có cố Sđm B -TN = B®m B 2- TN Uc− U T Víi α Uc = ⇒ = α S®m F 220 − 110 = 220 S dmB =S dmB = = 0,5 (là hệ số có lợi máy biÕn ¸p ) 117, 65 =235 ,3 ( MVA) 0,5 Từ số liệu ta chọn - máy biến áp tù ngÉu B vµ B2 lµ kiĨu AT Ц TH 250 có thông số sau: Sđm U(KV) P0 U N% I0% (KW) (MVA) C 250 PN (KW) T 230 H 121 13,8 120 C-T C-H T-H C-T C-H T-H 520 - - 11 32 20 Gi¸ 103 R 0,5 280 2a Tính toán tổn thất điện máy biến áp Phân bố công suất cho máy biến áp - Đối với máy phát điện Máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 24 h lên góp, tức làm việc liên tục với phụ tải phẳng Khi công suất tải qua máy biến áp đợc tính: Nhà máy thiết kế đợc phát công suất theo mùa: + Mùa khô ( 185 ngày ) phát công suất 80% + Mùa ma ( 180 ngày ) phát công suất 100% Với mùa khô ta cã: 3,9 S B =S B =80 %S SFdm − S Max =93 ,145 (MVA ) TD =80 % 117 ,65− 4 Víi mïa ma ta cã: 3.9 S B =S B =100 %S Fdm− Stdmax =100 %.117 , 65− =116, 68( MVA ) 4 Phần công suất lại máy biến áp tự ngẫu đảm nhận Phía cao: Sci = 1/2 STGCao PhÝa trung: STi = 1/2 [ STi - (SB3 + SB4 )] Sinh Viªn thùc hiƯn: Ro·n §×nh Phi – Líp H7C – HT§