Do an do an mon hoc thiet ke nmdnd

Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Mục Lục i Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất I.1.Chọn máy phát điện I.2.TÝnh toán phụ tải cấp điện áp .4 I.3.Cân công suất toàn nhà m¸y .8 I.4.C¸c nhËn xÐt Chơng II Nêu phơng án chọn MBA 10 II.1.Nêu phơng án 10 II.2.Chän m¸y biến áp cho phơng án .12 II.3.Tính tổn thất điện máy biến áp 17 Chơng III.So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn phơng án tối u .20 III.1.Chọn sơ khí cụ điện III.2.Chọn sơ đồ góp cấp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t .27 III.3.So s¸nh kinh tế-kỹ thuật chọn phơng án tối u 29 Chơng IV.Tính toán dòng ngắn mạch 35 IV.1.Chọn dạng điểm ngắn mạch .35 IV.2.Xác định dòng điện ngắn mạch xung lợng nhiệt .36 i i i i iiiiiiiii i iiiiiiiii i i iiiiiiiii i i iiiiiiiii i i i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiiiii i i i iiiiiiiii iiiiiiiii i i i i i i i i i i i i iiiiiiiii i i i i i i i i iiiiiiiii i i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i Chơng V.Chọn khí cụ điện dây dÉn 45 V.1.Chän m¸y cắt điện 45 V.2.Chän dao c¸ch ly 46 V.3.Chän dÉn gãp 46 V.4.Chọn kháng điện cáp cho phụ tải địa phơng .50 V.5.Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng 54 Chơng VI.Sơ đồ tự dùng chọn thiết bị tự dùng 57 VI.1.Sơ ®å nèi ®iÖn tù dïng 57 VI.2.Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 57 VI.3.Chän khÝ ®iƯn tù dïng 58 ii i i iiiiiiiii i iiiiiiiii i iiiiiiiii i iiiiiiiii i iiiiiiiii i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i §å án môn học thiết kế NMĐNĐ Lời nói đầu i i * * * Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc 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 môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất tổ 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10 kV phát vào hệ thống 110 kV 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 TS Đào Quang Thạch 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 sung 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! i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sinh viªn: i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Tính toán phụ tải cân công suÊt i i i i i i i i T¹i mổi thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải.Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i I.1 Chọn máy phát điện i i i i Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 360 MW = 180 MW Do đà biết số lợng công suất tổ máy ta cần ý số điểm sau : + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dòng điện định mức , dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ yêu cầu với loại khí cụ điện giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng nh vận hành nên chọn máy phát điện loại Từ ta tra sổ tay đợc loại máy phát sau: Chọn máy phát điện kiểu TB-60-2 có thông số nh bảng 1-1 sau: Bảng 1-1 Ký S P U I Điện kháng tơng đối cos hiÖu Xd’’ Xd’ X MVA MW KV KA i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i d 75 TB60-2 I.2 i 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691 TÝnh toán phụ tải cấp điện áp i i i i i i i i Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm đợc quy luật biến đổi tức tìm đợc đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào công cụ đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn đợc phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối u công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Trong nhiệm vụ thiết kế đà cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax hệ số i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ costb phụ tải tơng ứng từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công st biĨu kiÕn nhê c«ng thøc sau : i i i i i St= i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Pt Cos ϕ TB víi : i i Pt = ii p % P max 100 Trong đó: S(t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) cosTB hệ số công suất trung bình phụ tải P%:Công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm công suất cực đại i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiii Pmax : Công suất phụ tải cực đại tÝnh b»ng, MW i i i i i i i i i i i I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PGđm = 60 MW, cos®m = 0,8 ®ã i i i i i i i i i i i S dm = i i i i PGdm i = cos ϕ dm i i i i i i 60 =75 MVA 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 3PGđm = 60 = 180 MW SNMđm = 225 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: Pt p % P max St= P = t Cos ϕ TB 100 víi : i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii Ta tính đợc đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-2 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i B¶ng 1-2 i T(giê) P% PNM(t) MVA SNM(t) MVA i i 0-7 70 126 157,5 7-12 90 162 202,5 12-14 80 144 180 14-18 100 180 225 18-24 70 126 157,5 i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Hình 1-1:Đồ thị phụ tải toàn nhà máy I.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 6% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau: i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i S td (t )=Std max ( 0,4+0,6× S(t ) ) S dm 180 =12,7 Víi Stdmax = .SNM = 100 0,85 MW iii i i i i Trong : i i Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t Sđm: Công suất định mức nhà máy MVA S(t): Phụ tải tổn thời điểm t theo bảng 1-2 Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian nh bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-2 B¶ng 1-3 i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i T(h) S(t) MVA 0-7 157,5 7-12 202,5 12-14 180 14-18 225 18-24 157,5 Std (t) MVA 10,41 11,94 11,18 12,7 10,41 i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i H×nh 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy i i i i i i i i i i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ I.2.3 Phụ tải địa phơng: Nh nhiệm vụ thiết kế đà cho Pmax = 45 MW, cos = 0,85 víi c«ng thøc sau: i i S dp ( t ) = i i i i i i i i i i i i Pdp ( t ) i Pdp ( t ) = Cos ϕ TB i i i Pdp % Pdpmax i i i i i i i i i i i i i i 100 víi: Ta cã kết cho bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-4 i i i i i T(h) P®p% P®p(t)MW S®p(t)MVA 0-7 60 27 31,76 7-12 100 45 52,94 12-14 90 40,5 47,6 14-18 80 36 42,35 18-24 60 27 31,76 i Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phơng i i i i i i i I.3 Cân công suất toàn nhà máy xác định công suất phát vào hệ thống i i i i i i i i i i i i i i i i Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t) (ở ST(t) = 0) i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Ta bá qua tæn thÊt S(t) m¸y biÕn ¸p  SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t)] Từ ta lập đợc kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-6 đồ thị phụ tải hình 1-5 B¶ng 1-6 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i MVA t(h) SNM(t) MVA Sdp(t) MVA Std(t) MVA SHT(t) MVA ii i i i i 0-7 157,5 31,76 10,41 115,33 7-12 202,5 52,94 11,94 137,62 12-14 180 47,6 11,18 121,22 14-18 225 42,35 12,7 169,95 18-24 157,5 31,76 10,41 115,33 i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống i i i i i i i I.4 Các nhận xét I.4.1 Tình trạng phụ tải cấp điện áp i i i i i i i i i i C«ng st thõa cđa nhà máy lớn công suất tổ máy thời điểm, ta cho tổ máy vạn hành với công suất định mức phát công suất hệ thống Phụ tải cấp điện áp máy phát lớn 30% công suất tổ máy nên phải sử dụng góp điện áp máy phát Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp cấp điện ¸p m¸y ph¸t phơ t¶i Pmax= 45 MW, nhá so với công suất máy phát P = 60 MW toàn nhà máy thiết kế Phụ tải cấp điện áp trung I.4.2 Dự trữ hệ thống Ta cã dù tr÷ cđa hƯ thèng S = 105 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thông tơng đối lớn SHT= 1200 MVA I.4.3 Điện áp Nhà máy thiết kế có hai cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát Uđm= 10 KV Cấp điện áp cao có Uđm= 110 KV Không có cấp điện áp trung i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Nêu phơng án chọn MBA i i i i i i I.5 Nêu phơng án i i i Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý đem lại lợi ích kinh tế lớn lao mà phải đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i Cơ sở để để xác định phơng án số lợng công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới phụ tải tơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện lới điện i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Khi xây dựng phơng án nối dây sơ ta có số nguyên tẵc chung sau : i i i i i i i i i i i i i i i i i Nguyªn tắc i i Có hay góp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t i i i i i i i i i i Nếu SuFmax nhỏ nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng không cần góp điện áp máy phát SuFmax 30% S®m 1F i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiii i i i i i i i i i i i i i Nguyên tắc i i Nếu có góp điện áp máy phát số lợng máy phát nối vào góp phải đảm bảo cho tổ máy lớn bị cố máy phát lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng tự dùng i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Nguyên tắc i i Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất hệ số có lợi 0,5 nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp Nguyên tắc i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sử dụng số lợng máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao trung cho tơng ứng với công suất cực đại cấp i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Nguyªn t¾c i i Cã thĨ ghÐp chung mét sè máy phát với máy biến áp nhng phải đảm b¶o i i i i i i i i i i i i i i i i Sbé  Sdù phòng ht Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải hai cấp điện áp sau: ii i i i i i i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Phụ tải địa phơng cấp điện áp 10 kV có: i i i i i i i i i i S®p max = 52,94 MVA; S®p = 31,76 MVA i iiiiiiiiiiiiiii i i i iiii i ii i i Phụ tải cao áp cấp điện áp 110 kV ( hệ thống ) cã: i i i i i i i i ii i i i ii i i i S110 max = 169,95 MVA; S110 = 115,33 MVA i i i i iiii i ii i i i i i i i i i i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ Công suất dự phòng hệ thèng Sdp= 105 MVA.VËy ta kh«ng thĨ ghÐp chung hai máy phát với máy biến áp i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sbé = 2.75 = 150 MVA > Sdp ht = 105 MVA i i i i i ii i i i i i Từ nhận xét ta đề xuất số phơng án nh sau: Phơng án I: Hình 2-1: Sơ đồ nối điện phơng án i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sc 110kVv B3 B1 S®p TD TD TD TD G2 G1 G3 Sc 110kv B1 B1 TD G2 G1 G1 S®p TD TD TD B3 B3  Phơng án II: i i i Hình 2-2: Sơ đồ nối điện phơng án II i i i i i i i i G3 i i Đồ án môn học thiết kế NMĐNĐ 1