Thiet ke mon hoc nha may dien 121117

thiết kế môn học nhà máy điện lời nói đầu Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan träng viƯc ph¸t triĨn nỊn kinh tÕ qc dân Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xà hội đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chơng trình ngành phát dẫn điện em đợc nhà trờng hộ môn Hệ thống điện giao nhiƯm vơ thiÕt kÕ gåm néi dung sau: ThiÕt kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất tổ 100 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10,5KV phát vào hệ thống 220KV Sau thời gian làm đồ án với lỗ lực thân, đợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy giáo GS TS Là VĂN UT đến em đà hoàn thành đồ án Vì thời gian có hạn, với kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh thiếu sót Vì em mong nhận đợc góp ý bổ xung thầy cô giáo bạn đông nghiệp để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn toàn thể thầy cô giáo môn lời cảm ơn chân thành nhất! Hà nội, tháng 10 năm 2004 Sinh viên Nguyễn văn mục lục lời nói đầu môc lôc ch¬ng i chọn máy phát điện .5 Tính toán phụ tải cân công suất NguyễN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 -1- thiết kế môn học nhà máy điện 2.1 phụ tải cấp điện áp m¸y ph¸t 2.2 phơ tải cấp điện áp trung 110kv 2.3 công suất phát nhà máy 2.4 phơ t¶i tù dïng cđa nhà máy 2.5 công st ph¸t vỊ hƯ thèng Mét sè nhËn xÐt chung .10 Ch¬ng II 11 I Đề xuất phơng án 11 1.1 Phơng án 12 1.3 Phơng án 13 II tÝnh to¸n chọn máy biến áp cho phơng án .14 Phơng án 14 1.1 Chän M¸y BiÕn ¸p .14 1.2 Phân Bố Công Suất Cho Các MBA .15 1.3 KiĨm Tra Qu¸ Tải Của Các MBA 16 1.4 Tính Tổn Thất Điện Năng .19 1.5 Tính Dòng Điện Cỡng Bức Của Các Mạch 21 Phơng án 22 2.1 Chän m¸y biÕn ¸p 22 2.2 Phân Bố Công Suất Cho Các MBA .23 2.3 Kiểm Tra Quá Tải Của C¸c MBA 24 2.4 Tính Tổn Thất Điện Năng .26 2.5 Tính Dòng Điện Cỡng Bức Của Các Mạch 28 Chơng IV .29 I pHƯƠNG áN 31 TÝnh Vốn Đầu T Của Thiết Bị 31 1.1 Vốn Đầu T Mua Máy Biến ¸p 31 1.2 Vèn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối 32 TÝnh PhÝ Tỉn VËn Hµnh Hµng Năm 32 Chi Phí Tính Toán Của Phơng án 32 II pHƯƠNG áN 32 TÝnh Vèn Đầu T Của Thiết Bị 32 1.1 Vốn Đầu T Mua Máy Biến áp 33 1.2 Vốn Đầu T Xây Dựng Các Mạch Thiết Bị Phân Phối 34 Tính Phí Tổn Vận Hành Hàng Năm 34 Chi PhÝ TÝnh Toán Của Phơng án 34 III so sánh kinh tế - kỹ thuật chọn phơng ¸n tèi u 35 KÕt LuËn VỊ TÝnh To¸n Kinh TÕ 35 So Sánh Về Mặt Kỹ Thuật 35 KÕt luËn 35 Xác định điểm ngắn mạch tính toán 35 xác định điện kháng phần tử 36 xác định dòng ngắn mạch 38 3.1 Ngắn mạch N-1 38 3.2 Ngắn mạch N-2 40 3.3 Ngắn Mạch Tại N-3 41 3.4 Ngắn mạch N-3 42 3.5 Ngắn Mạch Tại N-4 43 Chọn Máy Cắt Điện 44 Ch¬ng V 45 Chọn dây dẫn Phụ tải cấp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t 45 1.1 §êng D©y KÐp 45 1.2 Đờng Dây Đơn 46 Chän dÉn, gãp .47 NguN V¡N B»ng líp ht®4- K45 -2- thiÕt kÕ môn học nhà máy điện 2.1 Chọn Thanh Dẫn Cứng 48 2.2 Chọn Dây Dẫn Và Thanh Góp Mềm Phía Trung áp 50 2.3 Chọn Dây Dẫn Và Thanh Góp MỊm PhÝa Cao ¸p .52 Chän sø ®ì dÉn cøng .54 Chọn máy cắt điện 55 Chän dao c¸ch ly 55 Chọn kháng Điện phụ tải cấp điện ¸p m¸y ph¸t .56 Chän m¸y biến dòng Điện 58 7.1 Cấp Điện áp Máy Phát 58 7.2 CÊp §iƯn ¸p 110kV & 220kV .60 Chọn máy biến điện áp 60 8.1 CÊp §iƯn ¸p M¸y Ph¸t 60 8.2 Cấp Điện áp Cao Và Trung 62 Ch¬ng VI .62 sơ đồ cung cấp điện tự dùng 63 chän m¸y biÕn ¸p bËc mét 63 chän m¸y biÕn ¸p dù tr÷ 64 chọn máy biến áp công tác bậc hai 64 Chọn máy cắt M¹ch tù dïng 64 4.1 Chän MC - 64 4.2 Chän MC - 64 tài liệu tham khảo .65 NguyÔN V¡N B»ng lớp htđ4- K45 -3- thiết kế môn học nhà máy điện chơng i tính toán phụ tải cân công suất Chọn máy phát điện Cân công suất tác dụng hệ thống điện cần thiết đảm bảo cho hệ thống làm việc ổn định, tin cậy đảm bảo chất lợng điện Công suất nhà máy điện phát phải cân với công suất yêu cầu phụ tải Trong thực tế lợng điện thay đổi ngời ta phải dùng phơng pháp thống kê dự báo lập nên đồ thị phụ tải, nhờ định phơng pháp vận hành tối u, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW, gồm máy phát điện x 100MW, cos =0,8 , Uđm = 10,5kV Chọn máy phát điện loại TB1002 có thông số : bảng 1.1 SFđm MVA 125 PF®m MW 100 cos®m 0,8 UF®m kV 10,5 I®m kA 6,875 Xd’’ Xd’ Xd 0,192 0,273 1,907 TÝnh to¸n 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 tơng ứng, ta xây dựng đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp toàn nhà máy theo công suất biểu kiến 2.1 phụ tải cấp điện áp máy phát Phụ tải cấp điện áp máy phát bao gồm: ®êng d©y kÐp x 3,2MW x 4km ®êng d©y đơn x 1MW x 3km Phụ tải cấp điện áp m¸y ph¸t cã PUFmax= 11,6MW, cos = 0,8 Suy ra: P 11, S UF max = UF max = =14 , MW cos 0,8 Từ đồ thị phụ tải tính theo %P max, ta tính đợc nhu cầu công suất thời điểm ngày: PUF (t )= p(t ).PUF max S UF (t )= p(t ).SUF max Kết tính toán cho ta bảng cân công suất cấp điện áp máy phát : bảng 1.2 NguN V¡N B»ng líp ht®4- K45 -4- thiÕt kÕ môn học nhà máy điện h Thời gian, Công suất p, % PUF , MW SUF , MVA 0-6 - 10 10 - 14 14 -18 18 – 24 60 6,96 7,8 80 9,28 11,6 100 11,6 14,5 85 9,86 12,32 65 7,54 9,42 Đồ thị phụ tải điện áp máy phát: Hình 1.1 2.2 phụ tải cấp điện áp trung 110kv Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm đờng dây kép đờng dây đơn với công suất mạch nh Phụ tải cấp ®iƯn ¸p trung cã PUTmax= 220MW, cos = 0,8 Suy ra: S UT max = PUT max 220 = =275 MW cos UT 0,8 Từ đồ thị phụ tải tính theo %P max, ta tính đợc nhu cầu công suất thời điểm ngày: PUT (t )= p(t ) PUT max S UT (t )= p(t ).SUT max Kết tính toán cho ta bảng cân công suất cấp điện áp máy phát : bảng 1.3 h Thêi gian, C«ng suÊt p, % PUT , MW 0-4 - 10 10 - 14 14 -18 18 – 24 80 175 95 93,5 90 104,5 100 110 70 82,5 NguN V¡N B»ng líp ht®4- K45 -5- thiÕt kế môn học nhà máy điện SUT , MVA 220 261,25 247,5 275 192,5 Đồ thị phụ tải điện áp trung Hình 1.2 2.3 công suất phát nhà máy Nhiệm vụ thiết kế đà cho nhà máy gồm tổ máy phát nhiệt điện có : PF = 100 MW, cos = 0,8 Do công suất biểu kiến tổ máy : S F= P F 100 = =125 MVA cos ϕ 0,8 Tỉng c«ng st đặt toàn nhà máy là: PNM =4 P F =4 100=400 MW S NM =4 S F =4 125=500 MVA Từ biểu đồ phát công suất nhà máy, ta tính đợc công suất phát nhà máy thời điểm ngày: PNM (t )= p(t ) P NM S NM (t )= p(t ) S NM Kết tính toán cho ta bảng cân công suất phát nhà máy: bảng 1.4 h Thêi gian, C«ng suÊt p, % PNM , MW SNM , MVA 0–8 – 12 12 – 14 14 -20 20 – 24 75 300 375 85 340 425 100 400 500 90 360 450 70 280 350 NguyÔN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 -6- thiết kế môn học nhà máy điện Đồ thị phát công suất nhà máy: Hình 1.3 2.4 phụ tải tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng nhà máy chiếm 8% điện phát nhà máy Nh lợng tự dùng nhà máy thời điểm ngày: S (t ) S TD =α S NM 0,4+ 0,6 NM S NM ( ) đó: SNM : công suất đặt nhà máy, S NM =500 MVA : tự dùng nhà máy, =8 % Kết tính toán cho ta bảng cân công suất tự dùng nhà máy: bảng 1.5 h Thời gian, Công suất SNM , MVA STD , MVA 0–8 – 12 12 – 14 14 -20 20 – 24 375 34 420 36,16 500 40 450 37,6 350 32,8 Đồ thị phụ tải tự dùng: NguyễN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 -7- thiết kế môn học nhà máy điện Hình 1.4 2.5 công suất phát hệ thống Nhà máy phát công suất lên hệ thống qua lộ đờng dây 220kV, chiều dài lộ 82km Công suất phát hệ thống đợc xác định biểu thức: S VHT =S NM −( SUF + SUT +S TD ) ®ã: S NM : công suất đặt toàn nhà máy Dựa vào kết tính toán trớc ta tính đợc công suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tính b¶ng 1.6 b¶ng 1.6 Thêi gian, h SNM , MVA SUF , MVA SUT , MVA STD , MVA SVHT , MVA 12_1 14_1 18_2 20_2 420 500 450 450 350 11,6 14,5 14,5 12,32 9,42 9,42 261,2 261,2 247,5 247,5 275 192,5 192,5 34 36,16 36,16 40 37,6 32,8 32,8 110 121,8 198 125,0 215,8 115 0_4 4_6 6_8 8_10 375 375 375 420 8,7 8,7 11,6 220 261,2 34 34 112, 71,05 68,15 10_1 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy: NguyễN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 -8- thiết kế môn học nhà máy ®iƯn SNM SUT SVHT STDSUF H×nh 1.5 Mét sè nhËn xÐt chung  VỊ tÝnh chÊt phơ t¶i ë cấp điện áp: Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp: PUF max =11,6 MW PUT max =220 MW PUF /2 11 ,6 /2 100= 100=11 ,6 % P F dm 100 Phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ 15% công suất tổ máy Nhà máy phụ tải cấp điện áp cao Nhà máy có đủ khả cung cấp cho phụ tải cấp điện áp Về vai trò nhà máy hệ thống: Công suất đặt nhà máy: x 100 Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): S HT =3000 MVA Dự trữ công suất hệ thống 15%, tức: S DT =15 %3000=45 OMVA Công suất cực đại nhà máy phát lên hệ thống là: S VHT max =215 ,2 MVA tøc lµ chiÕm 215 , 100=47, % 450 215 , 100=7 ,17 % 3000 công suất dự trữ quay hệ thống chiếm công suất toàn hệ thống Khả phát triển nhà máy tơng lai Nhà máy có khả mở rộng tơng lai tăng lợng công suất phát hệ thống đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải Chơng II CHọn sơ đồ nối điện nhà máy điện NguyễN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 -9- thiết kế môn học nhà máy điện Chọn sơ đồ nối điện khâu quan trọng việc tính toán thiết kế nhà máy điện Các phơng án đề xuất phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, tin cậy cho phụ tải, thể đợc tính khả thi tính kinh tế I Đề xuất phơng án Từ kết tính toán chơng I ta có số nhận xét sau: Đây nhà máy nhiệt điện, phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ 15% công suất nhà máy điện, nên không dùng góp điện áp máy phát Phụ tải tự dùng lấy từ đầu cực máy phát Do cấp điện 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 S T max / ST min=275/192 ,5 mµ S = 125, ghép đến máy đmF phát điện - máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp Với nhận xét ta có phơng án nối điện cho nhà máy nh sau: 1.1 Phơng án 220kV B2 B1 F1 F2 110kV B3 B4 F3 F4 Nhận xét: Phơng 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 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 công suất thừa thiếu cho phía 110kV Phụ tải địa phơng UF đợc cung cấp điện qua hai máy biến áp nối với hai cực máy phát điện F1, F2 Ưu điểm: - Số lợng chủng loại máy biến áp ít, máy biến áp 110kV có giá thành hạ giá máy biến áp 220kV - Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục Nhợc điểm: NguyễN VĂN Bằng lớp htđ4- K45 - 10 -