Môn học thiết kế phần điện của nhà máy điện

đồ án môn học thiết kế phần điện nhà máy điện Mục lục Trang Mở đầu Chơng 1: Tính toán phụ tải cân công suất I II Chọn máy phát điện Tính toán cân công suất Chơng : Xây dựng phơng án chọn máy biến áp I II Xây dựng phơng án Chọn máy biến áp Chơng : Tính toán chọn phơng án tối u I II Tính toán cho phơng ¸n TÝnh to¸n cho ph¬ng ¸n Ch¬ng 4: Tính toán ngắn mạch I II III Chọn điểm ngắn mạch Lập sơ đồ thay Tính toán ngắn mạch theo điểm Chơng : Lựa chọn thiết bị điện I II III IV V VI 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 Chơng : Chọn sơ đồ thiết bị ®iƯn tù dïng I II III S¬ ®å nèi ®iƯn tù dïng Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng Chän khÝ ®iƯn tù dïng 5 12 16 22 29 30 31 39 40 43 46 50 54 55 55 56 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 ®¾n vÊn ®Ị kinh tÕ – kü tht thiết kế 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 điện 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 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 Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ PGS Nguyễn Hữu Khái TS Đào Quang Thạch đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Hà Nội, ngày 24 tháng 11 năm 2003 Sinh viên thiết kế Chơng Tính toán phụ tải cân công suất Chọn máy phát điện: Theo yêu cầu bài, nhà máy nhiệt điện công suất 220kw, gồm tổ máy x 55 MW nên ta chọn máy phát điện loại có thông số kỹ thuật nh sau: Loại máy phát Thông số định mức n S P v/p MVA MW U kV cos I kA TB.55.2 3000 68,75 10,5 0,8 3,462 55 Điện kháng(*) Xd" Xd' Xd 0,123 0,182 1,452 Tính toán cân công suất : a) Tính công suất phụ tải cấp: - PhÝa trung 110kV: S max = 85 =96 ,591 0, 88 Víi Pmax= 85 MW; cos =0,88  (MVA) Vµ biến thiên phụ tải theo P%(t), ta tính đợc S(t) theo công thức: Bảng Loại máy kích thích BT-4503000 đồ án môn học thiết kế phần điện nhà máy điện S (t)= t(h) P% P S(t) P max P % ( t ) 85 P % (t ) = cosϕ 100 ,88 100 0-8 80 68 77,273 8-14 100 85 96,591 B¶ng 20-24 70 59,50 67,614 14-20 80 68 77,273 S(t) 120 96,591 100 77,273 77,273 67,614 S(MVA) 80 60 40 20 suất phụ tải địa phơng: b) Công 10 12 14 t(h) 18 40 16 S max = 20 22 =47 , 059 , 85 Víi U®m=10 kV; Pmax= 40 MW; cos =0,85  Và biến thiên phụ tải theo P%(t), ta tính đợc S(t) theo công thức: S (t)= t(h) P% P S(t) P max P % ( t ) 40 P % (t ) = cosϕ 100 ,85 100 0-8 70 28 32,941 8-12 80 32 37,647 24 (MVA) B¶ng 20-24 80 32 37,647 12-20 100 40 47,059 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: S(t) 47,059 50 45 40 37,647 37,647 32,941 S(MVA) 35 30 25 20 15 10 0 10 c Công suất phụ tải4 toàn6nhà máy: 12 t(h) S max = 14 16 18 20 22 24 220 =47 , 059 0,8 Víi P=220 MW ; cos =0,8 (MVA) Và biến thiên phụ tải theo P%(t), ta tính đợc S(t) theo công thức: S (t)= t(h) P% P S(t) P max P % ( t ) 220 P % ( t ) = cos ϕ 100 0,8 100 0-8 80 176 220 B¶ng 8-18 100 220 275 18-24 80 176 220 §å thị công suất phụ tải toàn nhà máy S(t) 275 300 220 250 220 S(MVA) 200 150 100 50 d Công suất tự dùng nhà máy: Với =6%, cos ta 6tính đợc S(t) =0,86 10 theo 12 c«ng 14 thøc: 16 S td =α S nm ( 18 St S tnm ( t ) t(h) 0,4+0,6 = 275 0,4+0,6 S nm 100 275 ( ) 20 22 24 ) Ta cã b¶ng sau: B¶ng t(h) Stnm Std(t) 0-8 220 14,52 8-18 275 16,5 18-24 220 14,52 Đồ thị công suất phụ tải toàn nhà máy S(t) 18 16,5 16 14,52 14 14,52 S(MVA) 12 10 6 10 12 t(h) 14 16 18 20 22 24 đồ án môn học thiết kế phần điện nhà máy điện e Công suất phát hệ thống: SVHT(t) =Stnm(t)-[Std(t) +SUF(t) +ST(t) +Sc(t)] Trong Sc(t) = Ta có bảng sau: B¶ng t(h) Stnm Std SUF ST SVHT 0-8 220 14,52 32,941 77,273 95,266 8-12 275 16,5 37,647 96,591 124,262 12-14 275 16,5 47,059 96,591 114,85 14-18 275 16,5 47,059 77,273 134,168 18-20 220 14,52 47,059 77,273 81,148 20-24 220 14,52 37,647 67,614 100,219 Đồ thị phụ tải công suất ph¸t vỊ hƯ thèng: S(t) 160 134,168 124,262 140 114,85 120 100,219 95,266 81,148 S(MVA) 100 80 60 40 20 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Chơng Xây dựng phơng án chọn máy biến áp Theo chơng ta có kết tính toán sau: Phụ tải địa phơng : Sđpmax = 47,059 MVA Sđpmin = 32,941 MVA Phụ tải trung áp : STmax = 96,591 MVA STmin = 67,614 MVA Phơ t¶i tù dïng : STdmax = 16,5 MVA STdmin = 14,52 MVA Phụ tải phát vµo hƯ thèng : SHTmax = 284,88 MVA SHTmin = 163,14 MVA I Xây dựng phơng án Ta xây dựng phơng án theo sở sau: Có hay góp điện áp máy phát: Công suất phụ tải địa phơng max : SuFmax =47,059 > 15%.Smf =15%.68,75=10,3125 Vậy sơ đồ có sử dụng ghóp điện áp máy phát Lới cao áp 220kV trung áp 110kV lới có trung tính trực tiÕp nèi α= UC −U T UC = 220−110 =0,5 220 đất, hệ số có lợi nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp STmax/STmin=96,591/67,614 mà SFđm=68,75; số lợng máy MF-MBA cuộn dây phía trung áp cho tơng ứng với công suất max cấp đó, cã thĨ sư dơng hay bé MF-MBA cuộn dây 4.Ghép số MF với MBA: phải đảm bảo công suất tổng máy phát ghép nhỏ công suất dự phòng hệ thống Từ ta vạch phơng án nh sau .Phơng án Phơng án I, phía cao áp góp 220kV bè trÝ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu PhÝa trung áp góp 110kV đợc nối với hai máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn Sử dụng máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc hai cấp điện áp cao trung Phụ tải tự dùng đựoc cấp từ phía hạ áp máy biến áp, riêng phụ tải địa phơng phải đợc cấp điện từ phía hạ áp máy biến áp liên lạc đồ án môn học thiết kế phần điện nhà máy điện Phơng án Ghép máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây lên góp trung áp 110kV Thanh ghóp 220kV ta ghép máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc hai cấp điện ¸p cao vµ trung ta sư dơng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu .Ph¬ng ¸n Thanh ghãp 220kV ta ghép hai máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây Để liên lạc hai cấp điện ¸p cao vµ trung ta sư dơng m¸y biÕn áp tự ngẫu Ta thấy phơng án không kinh tế ( phụ tải bên trung lớn) II.chọn máy biến áp: Phơng án 1: a.Chọn máy biến ¸p: - Chän MBA B3,B4 bé MF - MBA cuộn dây bên trung đợc chọn theo điều kiện sơ đồ bộ: SFđm SB=68,75 SBđm = 80 (MVA) Đối với MBA cuộn dây ta không cần phải kiểm tra điều kiện cố - Chọn MBA tự ngẫu liên lạc B1, B2 theo công thøc sau: S Bdm≥ S max α thua đó: (2-1) : hệ số có lợi, = 0,5 Sthõamax = SF®m = 68,75 VËy ta cã: S Bdm≥ (MVA) 68 , 75=137 ,5 0,5 (MVA) KÕt chọn máy biến áp cho phơng án nh sau: đồ án môn học thiết kế phần điện nhà máy điện Bảng 2-1 U, kV Cấp điện áp, kV Sđm, MVA Loại 110 T 80 220 ATДЦT H 160 C 12 23 T H - 10, 10, 12 Tæn thÊt, kW PN P0 (lo¹ C - C - Ti A) T H H 31 70 38 85 UN % CT C-H - 10, 11 32 TH I0,% Gi¸ tiỊn, x10 Róp - 0,5 100 20 0,5 205 b Kiểm tra tải máy biến áp: b.1: Quá tải bình thờng: Do máy biến áp có công suất định mức đợc chọn lớn công suất thừa cực đại không cần kiểm tra điều kiện tải làm việc bình thờng b.2: Quá tải cố: Xét STmax hai trờng hợp sau - Sù cè háng mét bé MF - MBA bên trung: ta phải kiểm tra điều kiện: 2.Kqtsc..SBđm STmax - Sbộcòn lại Với: (2-2) Sbộcòn lại= SđmF - Std = 68,75 - 0,06.68,75 = 64,625 MVA 2.1,4.0,5.160  96,591- 64,625 Ta có: điều kiện đợc thoả mÃn - Sự cố hỏng máy biến áp liên lạc: ta kiĨm tra ®iỊu kiƯn sau: Kqtsc..SB®m  STmax - Sbé (2-3) 1,4.0,5.160  96,591 - 2.64,625  ®iỊu kiƯn đợc thoả mÃn Ta có: b.3:Kiểm tra điều kiện Sdt  SthiÕu : -Háng mét bé bªn trung: S CT = 1 S −S = 31 , 966=15 , 983 ( T max bT ) S CH = MVA 1 1 S dmF −S max − S td = 68 , 75−47 , 059− 16 ,5 =41 ,096 uF 2 ( ) ( ) S CC =SCH −S CT =41 ,096−15 , 983=25 , 113 MVA S thieu =S VHT −SCC =134 ,168−25 ,113=109, 055 MVA max S dt = 10 2100=210 100 MVA MVA §iỊu kiƯn Sdt  Sthiếu thỏa mÃn -Hỏng máy liên lạc: 1 S CT =S S CH =2 S dmF−S df T max −∑ S bt =96 , 591−2 64 , 625=−32, 659 max − S =82, 192 td max MVA MVA S CC =SCH −S CT =82 , 192+32 ,659=114 ,851 MVA S thieu =S VHT −SCC =134 , 168−128 , 995=5 ,173 max MVA §iỊu kiƯn Sdt Sthiếu thỏa mÃn Phơng án 2: a.Chọn m¸y biÕn ¸p: - Chän MBA B3,B4 bé MF - MBA cuộn dây bên trung đợc chọn theo ®iỊu kiƯn cđa s¬ ®å bé: SF®m  SB=68,75  SBđm = 80 (MVA) Đối với MBA cuộn dây ta không cần phải kiểm tra điều kiện cố - Chọn MBA tự ngẫu liên lạc B1, B2 theo c«ng thøc sau: S Bdm≥ S max thua đó: (2-1) : hệ số có lợi,  = 0,5 Sthõamax = SF®m = 68,75 S Bdm≥ VËy ta cã: (MVA) 68 , 75=137 ,5 0,5 (MVA) Kết chọn máy biến áp cho phơng án nh sau: Bảng 1-8 U, kV Cấp điện áp, kV Lo¹i 110 TДЦ 80 220 TДЦ 80 220 ATДЦT H 160 S®m, MVA C T H 12 24 23 - 10, 10, 10, 12 Tỉn thÊt, kW PN P0 (lo¹ C - C - Ti A) T H H 31 70 32 80 85 38 - - UN % CT C-H TH - - - 10, 10, 11 32 I0,% Gi¸ tiỊn, x10 Róp 100 - 0,5 0,6 20 0,5 205 90 b KiÓm tra tải máy biến áp: b.1: Quá tải bình thờng: Do máy biến áp có công suất định mức đợc chọn lớn công suất thừa cực đại không cần kiểm tra điều kiện tải làm việc bình thờng