Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Khoa lợng Trờng ĐHBK Hà Nội Cộng hoà xà hội chđ nghÜa ViƯt Nam §éc lËp - Tù - Hạnh phúc Bộ môn : Hệ thống điện Ngành học : Hệ thống điện Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp Họ tên sinh viên : Ngành học : Lớp : I Tên đề tài Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng hơi, công suất 240 MW I Các số liệu ban đầu: Số tổ máy phát điện: 4x60 MW; cos = 0,80; Uđm = 10,5KV Nhà máy nối với hệ thống lộ đờng dây 220 KV, chiều dài lộ 90 Km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 2800 MVA Dự trữ công suất hệ thống: 12%/ Điện kháng ngắn mạch (tính hệ thống nối với đờng dây): 0,7 Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải sau: Phụ tải cấp điện áp máy phát Pmax = 9MW; cos = 0,84 Phụ tải bao gồm đờng d©y: kÐp x MW x km đơn x 1,5 MW x km Đồ thị phụ t¶i (tÝnh theo % Pmax) Thêi gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 C«ng suÊt (%) 50 80 100 100 70 Phụ tải cấp điện áp trung 110KV: Pmax = 120 MW; cos = 0,80 Phơ t¶i bao gåm đờng dây: kép + đơn Đồ thị phơ t¶i (tÝnh theo % Pmax) Thêi gian (h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24 C«ng suÊt (%) 70 80 100 90 70 Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất (tổng) theo biểu đồ sau: (tính theo % công suất đặt) Thời gian (h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 Công suất (%) 70 100 100 90 80 Các điều kiện khác: - Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế nhà máy điện Tự dùng nhà máy: 8% Tại trạm địa phơng đặtc loại máy cắt BM-10 có Icắt = 20 KA, thời gian cắt ngắn mạch tcắt = 0,5 sec III Nội dung công việc: Tính cân công suất, vạch phơng án nối dây chọn sơ đồ thiết kế Chọn máy biến áp tính tổn thất công suất, điện phơng án Tính toán ngắn mạch, lựa chọn thiết bị sơ đồ nối điện phơng án Tính toán thiết kế, xác định phơng án tối u Chọn sơ đồ tự dùng số thiết bị phụ Vẽ vẽ: Sơ đồ nối điện vẽ cần thiết cho thuyết minh * Xác định chế độ vận hành tối u nhà máy theo phơng pháp quy hoạch động B/P 30 35 40 45 50 55 60 B1 16.7 18.7 20.5 24.3 28.6 33.5 39.7 B2 15.5 16.2 18.3 21.6 26.7 31.7 39.7 B3 17.8 19.3 21.5 23.7 26.5 30.5 37.3 B4 13.3 15.9 17.6 20.3 23.9 28.9 36.5 Xây dựng đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị toàn nhà máy tơng øng víi chi phÝ nhiªn liƯu cùc tiĨu ThiÕt lập bảng phân bố tối u công suất gữa tổ máy, theo bậc công suất phát tổng nhà máy Xác định chế độ vận hành tối u nhà máy ứng với biểu đồ công suất đà cho (biểu đồ phát công suất tổng ngày) Xác định chi phí nhiên liệu tổng So sánh chi phí nhiên liệu xác định đợc theo chế độ vận hành tối u chế độ phân bổ công suất cho tổ máy - Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Năng lợng, theo cách nhìn tổng quát rộng lớn, vô tận Tuy nhiên, nguồn lợng mà ngời khai thác phổ biến trở nên khan trở thành vấn đề lớn giới Đó để có lợng dùng hộ tiêu thụ, lợng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn nh khai thác, chế biến, vận chuyển phân phối Các công đoạn đòi hỏi nhiều chi phí tài chính, kỹ thuật ràng buộc xà hội Hiệu suất công đoạn kể từ nguồn lợng sơ cấp đến lợng cuối nói chung thấp Vì đề lựa chọn thực phơng pháp biến đổi lợng từ nguồn lợng sơ cấp đến lợng cuối để đạt hiệu kinh tế cao nhu cầu nhiệm vụ ngời Hệ thống điện phận hệ thống lợng, bao gồm nhà máy điện, mạng điện hộ tiêu thụ điện Trong nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi lợng sơ cấp nh: than, dầu, khí đốt, thuỷ thành điện Hiện nớc ta lợng điện đợc sản xuất hàng năm nhà máy nhiệt điện không chiếm tỉ trọng lớn nh thập kỷ 80 Tuy nhiên, với mạnh ngn nguyªn liƯu nh ë níc ta, tÝnh chÊt phơ tải đáy nhà máy nhiệt điện việc củng cố xây dựng nhà máy nhiệt điện nhu cầu giai đoạn phát triển Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính toán chế độ vận hành tối u nhà máy điện không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiến thức sinh viên ngành hệ thống điện trớc thâm nhập vào thực tế Với yêu cầu nh vậy, đồ án tốt nghiệp đợc hoàn thành gồm thuyết minh kèm theo vẽ phần nhà máy nhiệt điện phần chuyên đề Bản thuyết minh gồm hai phần: Phần với nội dung thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện đợc chia làm sáu chơng Các chơng trình bày toàn trình tính toán từ chọn máy phát điện, tính toán công suất phụ tải cấp điện áp, cân công suất toàn nhà máy, đề xuất phơng án nối điện, tính toán kinh tế - kỹ thuật, so sánh chọn phơng án tối u đến chọn khí cụ điện cho phơng án đợc lựa chọn Phần có kèm theo vẽ A4 Phần hai tính toán chế độ vận hành tối u nhà máy nhiệt điện phơng pháp quy họch động Nội dung phần gồm: chơng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện trình bày lý thuyết phơng pháp quy hoạch động dùng để giải toán phân bố tối u công suất nhà máy điện chơng hai tính toán cụ thể theo yêu cầu đề tài Trong trình làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn thầy Là Văn út thầy cô môn Hệ thống điện đà hớng dẫn cách tận tình để em hoàn thành đồ án Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Mục lục Lời nói đầu Phần 1: Tính toán thiết kế nhà máy điện .73 Chơng 1: Tính toán phụ tải cân công suất 73 1.1 Chọn máy phát điện 73 1.2 Tính toán phụ tải cân công suất .73 1.2.1 Cấp điện áp m¸y ph¸t .73 1.2.2 Cấp điện áp trung (110KV) 73 1.2.3 Phụ tải toàn nhà máy 73 1.2.4 Tù dïng nhà máy điện .73 1.2.5 Cân công suất toàn nhà máy, công st ph¸t vỊ hƯ thèng 73 1.3 Chän c¸c phơng án nối dây 73 Chơng 2: Tính toán chọn máy biến áp 73 A Phơng án I .73 2.1.a Chän m¸y biÕn ¸p 73 2.2.a Phân bố tải cho c¸c m¸y biÕn ¸p 73 2.3.a Kiểm tra khả mang tải m¸y biÕn ¸p 73 2.4.a TÝnh to¸n tỉn thất điện tỏng máy biến áp .73 B Phơng án II: .73 2.1.b Chän m¸y biÕn ¸p 73 2.2.b Phân bố tải cho máy biến áp 73 2.3.b Kiểm tra khả mang tải máy biến áp: 73 2.4.b Tính toán tổn thất điện máy biến áp 73 Chơng 3: Tính toán dòng điện ngắn mạch lựa chọn thiết bị sơ đồ nối điện phơng án 73 A Tính toán ngắn mạch .73 3.1 Phơng án I 73 3.2 Phơng án 73 B Lùa chän c¸c thiÕt bị sơ đồ nối điện .73 Chọn máy cắt điện .73 2.a Tính toán dòng cỡng bøc 73 2.b Tính toán dòng cỡng 73 Chọn sơ đồ nối điện thiết bị phân phối 73 Chơng 4: Tính toán kinh tế - kỹ thuật Chọn phơng ¸n tèi u 73 Ph¬ng ¸n .73 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Phơng án .73 Ch¬ng 5: Lùa chän khÝ điện dây dẫn, góp 73 5.1 Chọn máy cắt điện dao cách ly 73 5.2 Chän dÉn cøng 73 5.2.1 Chän tiÕt diÖn 73 5.2.2 Kiểm tra ổn định động 73 5.3 Chän sø ®ì dÉn 73 5.4 Chọn dây dẫn góp mền 73 5.4.1 Chän tiÕt diện dây dẫn góp mền 73 5.4.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch 73 5.4.3 KiĨm tra ®iỊu kiƯn vÇng quang 73 5.5 Chän máy biến điện áp máy biến dòng 73 5.5.1 Cấp điện áp 220KV 73 5.5.2 CÊp ®iƯn ¸p 110KV 73 5.5.3 Mạch máy phát 73 5.6 Chọn cáp, kháng máy cắt hợp cho phụ tải địa phơng 73 5.6.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phơng .73 5.6.2 Chọn kháng điện 73 5.6.3 KiÓm tra máy cắt hợp phụ tải địa phơng 73 5.7 Chän chèng sÐt van .73 Chän chèng sÐt van cho gãp 73 Chän chèng sÐt van cho m¸y biÕn ¸p 73 Chơng 6: Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng .73 6.1 Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng 73 6.1.1 Chän m¸y biÕn ¸p cÊp 73 6.1.2 Chän m¸y biÕn ¸p cÊp 2: 73 6.2.Chän khÝ ®iƯn tù dïng .73 Phần II: Xác định chế độ vận hành tối u nhà máy theo phơng pháp quy hoạch động 73 A Phơng pháp tính 73 B TÝnh to¸n thĨ 73 Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Phần 1: Tính toán thiết kế nhà máy điện Chơng Tính toán phụ tải cân công suất Tính toán phụ tải cân công suất phần quan trọng nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp Nó định tính đúng, sai toàn trình tính toán sau Ta tiến hành tính toán cân công suất theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp hàng ngày hệ số công suất cấp cấp không giống 1.1 Chọn máy phát điện Nhà máy điện gồm bốn máy phát, công suất máy 60MW Ta chọn máy phát loại, điện áp định mức 10,5 KV Bảng tham số máy phát điện Bảng 1.1 Thông số định mức Điện kháng tơng đối Loại máy S P U n v/ph Xd Xd Xd cos I KA ph¸t MVA MW KV 10 TB-60-2 3000 75 60 0.8 4.125 0.146 0.22 1.691 1.2 TÝnh toán phụ tải cân công suất 1.2.1 Cấp điện áp máy phát Ta tính theo công thức P % (t ) PUF(t) = 100 PUF max PUF ( t ) SUF(t) = cos ϕ Pmax = MW, cos = 0,84, U®m = 10,5 KV Do ®ã ta có bảng biến thiên công suất đồ thị phụ t¶i nh sau: B¶ng 1.2 Thêi gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P (%) 50 80 100 100 70 SUF (MVA) 5,36 8,57 10,7 10,7 7,5 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp SUF (MVA) 10,7 8,57 7,5 5,36 10 14 18 24 t (h) 1.2.2 Cấp điện áp trung (110KV) Phụ tải bên trung gồm đờng dây kép đờng dây đơn Pmax = 120 MW, cos = 0,8 C«ng thøc tÝnh: P % (t ) PT(t) = 100 PTmax PT ( t ) ST(t) = cos Bảng biến thiên công suất đồ thị phụ tải Bảng 1.3 Thời gian (h) 0-4 4-10 10-14 P (%) 70 80 100 ST(MVA) 105 120 150 14-18 90 135 18-24 70 105 Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp SUF (MVA) 150 105 135 120 105 10 14 18 24 t (h) 1.2.3 Phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm máy phát có SđmF = 75MVA Do công suất đặt nhà máy là: SNM = 75 = 300 MVA P % (t ) Snm(t) = 100 SNM Bảng biến thiên công suất đồ thị phụ tải toàn nhà máy Bảng 1.4 Thêi gian (h) 0-8 8-12 12-14 14-20 P (%) 70 100 100 90 ST(MVA) 210 300 300 270 20-24 80 240 Thiết kế nhà máy điện Đồ án tốt nghiÖp SUF (MVA) 300 270 240 105 20 12 14 24 t (h) 1.2.4 Tù dïng cđa nhµ máy điện Ta có S (t ) % 0,4+ 0,6 nm S NM Std(t) = 100 SNM ( ) Trong = 8% Từ ta có bảng biến thiên công suất đồ thị điện tự dùng nh sau: B¶ng 1.5 Thêi gian (h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 C«ng suÊt (%) 70 100 100 90 80 Std(MVA) 19,68 24 24 22,56 21,12