Thiết kế môn học nhà máy điện trạm biến áp 1

Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Chơng Tính toán phụ tải cân công suất 1.1.Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy với công suất tổ máy 50 MW Ta chọn máy fát đồng tua bin khí TB-50-2 để thuận tiện cho vận hành sửa chữa sau MF TB-50-2 có thông số sau : Bảng 1-1 P U I S Loại máy (MVA) Xd'' Xd' Xd Cos (MW) (KV) (KA) TB-50-2 62.5 50 10.5 5.95 0.8 0.135 0.3 1.84 1.2.Tính toán phụ tải & cân công suất Từ bảng biến thiên phụ tải ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp thời điểm khác theo công thøc: P% P(t) = 100 * P®m P(t ) S(t) = Cos Trong đó: P(t) công suất tác dụng phụ tải thời điểm t S(t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t Cos hệ số công suất phụ tải 1.2.1.Phụ tải địa phơng Uđm = 10 KV Pmax = 10 MW Costb = 0.86 áp dụng công thức ta cã: P dp % P®p(t) = 100 *P®pm P dp (t ) Sđp(t) = Cos Bảng biến thiên công suất phụ tải địa phơng theo thời gian nh sau: Bảng 1-2 t P Pđp% 0-8 - 12 12 - 18 18 - 24 65 100 80 65 Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Pđp(t) (MW) Sđp(t) (MVA) 6.5 7.558 10 11.628 9.302 6.5 7.558 Tõ ®ã ta cã đồ thị biểu diễn quan hệ công suất phụ tải địa phơng với thời gian nh hình 1-1 14 11.628 12 9.302 10 7.558 7.558 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-1 1.2.2.Phụ tải trung áp Uđm = 110 KV PTmax = 110 MW Costb = 0.87 áp dụng công thức ta đợc: PT % PT(t) = 100 * PTmax PT (t ) ST(t) = Cos ϕ Bảng biến thiên công suất phụ tải trung theo thời gian áp nh sau: Bảng 1-3 t P Pđp% PT(t) (MW) ST(t) (MVA) 0-8 - 12 12 - 18 18 - 24 67 82.5 94.828 85 93.5 107.471 100 110 126.437 75 82.5 94.828 ThiÕt kÕ ®å án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Từ ta có đồ thị biểu diễn quan hệ công suất phụ tải trung áp với thời gian nh h×nh 1-2 126.437 140 107.471 120 94.828 94.828 100 80 60 40 20 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-2 1.2.3.Công suất toàn nhà máy Uđm = 10 KV PNMđm = n*PG®m = 4*50 = 200 MW Cos®m = 0.8 Ta cã: P NM % PNM(t) = 100 * PNM®m P NM (t ) SNM(t) = Cos Bảng biến thiên công suất phát toàn nhà máy theo thời gian nh sau B¶ng 1-4 t 0-8 - 12 12 - 18 18 - 24 P P®p% PNM(t) (MW) SNM(t) (MVA) Đồ thị biểu diễn quan vẽ 1-3 80 85 100 75 160 170 200 150 200 212.5 250 187.5 hệ công suất phát toàn nhà máy theo thời gian nh hình Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp 300 250 250 212.5 200 187.5 200 150 100 50 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-3 1.2.4.Phụ tải tự dùng: Tính gần theo c«ng thøc S (t ) Std(t) = STD * ( 0.4 + 0.6 * S NM ) Trong ®ã: Std(t) công suất tự dùng thời điểm t, MVA SNM công suất đặt toàn nhà máy, MVA S(t) công suất phát nhà máy thời điểm t, MVA % phần trăm lợng điện tự dùng Bảng biến thiên công suất phụ t¶i tù dïng nh sau B¶ng 1-5 t(h) 0-8 P - 12 12 - 18 18 - 24 SNM(t) (MW) 200 212.5 250 187.5 Std(t) (MVA) 14.4 15.925 17.5 14.875 Đồ thị phụ biểu diễn quan hệ công st cđa phơ t¶i tù dïng víi thêi gian nh h×nh 1- 20 18 16 14 12 10 15.925 14.4 17.5 14.875 10 12 14 16 18 20 22 24 Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Hình 1-4 1.2.5.Công suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống đợc tính theo công thức sau: SHT = SNM - (Sđp + Std + ST + Sc) ; víi Sc = Bảng biến thiên công suất phát hệ thống Bảng 1-6 t(h) P SNM(MVA) Sđp(MVA) ST(MVA) Std(MVA) SHT(MVA) 0-8 - 12 12 - 18 18 - 24 200 7.558 94.828 14.4 212.5 11.628 107.471 15.925 250 9.302 126.437 17.5 187.5 7.558 94.828 14.875 82.214 77.476 96.761 70.239 §å thị biểu diễn quan hệ công suất tổng hợp theo thời gian nh hình 1-5 Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp 300 250 200 150 96.761 100 82.214 77.476 70.239 50 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-5 Nhận xét : Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta thấy nhà máy cung cấp đủ công suất cho phụ tải phát công suất thừa lên lới Công suất phát lên hệ thống nhà máy nhỏ dự trữ quay hệ thống nên có cố tách nhà máy khỏi hệ thống đảm bảo ổn định hệ thống Chơng Xác định phơng án Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Chọn sơ đồ nối điện phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện thể tính khả thi, đem lại hiệu kinh tế cao Theo chơng ta có kết tính toán sau: Phụ tải địa phơng : Sđpmax = 11.628 MVA Sđpmin = 7.558 MVA Phụ tải trung áp : STmax = 126.437 MVA STmin = 94.828 MVA Phơ t¶i tù dïng : STdmax = 17.5 MVA STdmax = 14.875 MVA Phụ tải phát vào hệ thống : SHTmax = 96.761 MVA SHTmin = 70.239 MVA  Ta cã dù tr÷ quay cđa hƯ thèng lµ SDT = 100 MVA  Tỉ lệ phần trăm phụ tải địa phơng so với công suất định mức máy phát : 10 100 P % = 2∗50 = 10 % < 15 % dùng sơ đồ máy phát máy biến áp  C«ng suÊt mét bé MF-MBA = 62.5 MVA nhá dự trữ quay hệ thống nên dùng sơ đồ Cấp điện áp cao trung la 220 kV vµ 110 kV cã trung tÝnh nối đất trực tiếp nên dùng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc, tiết kiệm chi phí giảm đợc tổn hao MBA Từ ta vạch phơng án nh sau : 2.1.Phơng ¸n Ph¬ng ¸n I, phÝa cao ¸p gãp 220kV bè trÝ m¸y biÕn ¸p gåm m¸y biến áp tự ngẫu máy biến pha dây quấn Phía trung áp góp 110kV đợc nối với máy phát điện - máy biến áp ba pha hai dây quấn G3-T3 Để cung cấp điện thêm cho phụ tải nh để liên lạc ba cấp điện áp dùng hai máy phát điện máy biến áp tự ngẫu (G1-T1 G2-T2) Phụ tải địa phơng 10 kV đợc cung cấp điện từ đầu cực hai máy phát điện G 1,G2 thông qua kháng đờng dây Ưu điểm phơng án: -cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áp Nhợc điểm : -bộ máy phát máy biến áp khác loại gây khó khăn lắp đặt vận hành bảo dỡng sửa chữa ST HT 220KV 110KV Thiết kế đồ án môn học ~ STDG5 Nhà máy điện & Trạm biến áp ~ ~ STDG3 G2 STD ~ STDG1 Sđp Sđp Hình 2-1 2.2.Phơng án Để khắc phục nhợc điểm trên, chuyển G4-T4 từ góp 220kV sang phía 110kV Phần lại phơng án II giống nh phơng án I Ưu điểm - sử dụng loại máy biến áp thuận tiện vận hành bảo dỡng sửa chữa - khắc phục đợc phần lớn nhợc điểm phơng án I Nhợc điểm - phụ tải bên trung cho MF-MBA bên trung làm việc dịnh mức có phần công suất từ bên trung truyền qua cuộn trung MBA tự ngẫu phát lên hệ thống gây tổn thất qua lần MBA ST HT 220KV T1 110KV T3 T2 ~ STDG1 ~ G2STD S®p S®p ~ STDG3 T4 ~ STDG4 ThiÕt kÕ đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Hình 2-2 2.3.Phơng án Sử dụng MF-MBA máy biến áp tự ngẫu để làm máy biến áp liên lạc cung cấp điện cho phụ tải địa phơng Phơng án sử dụng nhiều MBA gây tốn vốn đầu t, gây tổn thất c«ng st MBA lín ST HT 220KV T1 T2 ~ STDG5 ~ STDG5 T3 T4 110KV T5 T6 ~ ~ STDG3 STDG3 Hình 2-3 * Qua phân tích sơ phơng án nêu ta thấy phơng án có nhiều u điểm nên đợc giữ lại để tính toán so sánh mặt kinh tế kỹ thuật để chọn phơng án nối điện tối u cho nhà máy Thiết kế đồ án môn học Nhà máy điện & Trạm biến áp Chơng Chọn máy biến áp 3.1.Phơng án 3.1.1.Chọn máy biến áp 3.1.1.1.Máy biến áp T3 Máy biến áp máy biến áp hai dây quấn nên chọn theo điều kiện: PGdm 50 ST3®m ≥ SG®m = Cos ϕ dm = 0.8 = 62.5 (MVA) Chän m¸y biÕn ¸p kiĨu TDц-80/121 3.1.1.2.Máy biến áp T4 (Phía cao áp có cấp điện áp 220KV) Đây loại máy biến áp hai dây quấn nhng lại đợc đặt bên phía cao áp nên tơng tự nh chọn máy biến áp T3 ta chọn máy biến áp T4 loại TD-80/242 3.1.1.3.Máy biến áp tự ngẫu T1 & T2 Máy biến áp đợc chän theo ®iỊu kiƯn: ST1®m = ST2®m ≥ α Sth 220−110 α = 110 Trong ®ã: Sth = ∑ S MF TG = 0.5 1 - SUfmin - STdmax 1 = 62.5 – 7.558 – 17.5 = 54.346 MVA > ST1 = ST2 = 0.5 *54.346 = 108.692 MVA Chän m¸y biến áp loại ATDTH-125 Từ ta có bảng tham số máy biến cho phơng án nh sau: Bảng 3-1 Máy biến áp T3 Cấp điện áp Loại Sđm (MVA) (KV) 110 TD 80 Điện áp cuộn d©y (KV) C T H 121 - 10.5 Tỉn thÊt (KW) Po UN (%) I (%) PN A C-T C-H T-H 70 - 310 - C-T C-H T-H - 10.5 - 0.55