Thiet ke mon hoc nha may dien 1 7906

Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện lời nói đầu Trong năm gần đây, với sách kinh tế mới, Đảng nhà nớc ta trọng đẩy mạnh công nghiệp hóa đại hóa đất nớc Cùng với phát triển mạnh mẽ nghành công nghiệp, nghành lợng Việt Nam đà có bớc tiến vợt bậc, xứng đáng với vai trò mịi nhän vµ then chèt nỊn kinh tÕ Cïng với việc xây dựng thành công đờng dây tải điện Bắc Nam số công trình lớn khác, hệ thống điện nớc ta đà bớc đợc cải tạo, nâng cấp Xuất ngày nhiều nhà máy điện trạm biến áp phân phối điện, sản lợng nh chất lợng điện ngày đợc nâng cao Do địa hình nớc ta có nhiều đồi núi sông lớn nên ta xây dựng nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện đem lại lợi ích không nhỏ kinh tế nh kỹ thuật Tuy nhiên, xây dựng nhà máy thủy điện lại cần vốn đầu t kinh tế lớn thời gian xây dựng kéo dài nhiều năm Do đó, để theo kịp tốc độ phát triển kinh tế, để đáp ứng nhu cầu trớc mắt điện ta cần thiết phải xây dựng nhà máy nhiệt điện : có vốn đầu t hơn, thời gian xây dựng nhanh Việc giải đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật đem lại lợi ích không nhỏ cho kinh tế hệ thống điện.Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính toán chế độ vận hành tối u không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiến thức sinh viên nghành hệ thống điện trớc xâm nhập thực tế Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Đào Quang Thạch thầy cô giáo môn hệ thống điện trờng ĐHBK HN đà tận tình híng dÉn em thêi gian võa qua ®Ĩ em hoàn thành đồ án Hà Nội ngày tháng năm 2005 Sinh viên thực Chơng I tính toán cân công suất chọn phơng án nối dây Đất nớc ta đà phát triển mạnh theo đờng công nghiệp hoá, đại hoá, điện đóng vai trò quan trọng thiếu trình phát triển đất nớc Số hộ dùng điện lợng điện tiêu thụ không ngừng thay đổi tăng nhanh chóng Do vậy, để đảm - Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế ngời ta sử dụng phơng pháp thống kê, lập nên đồ thị phụ tải để từ lựa chọn phơng thức vận hành, sơ đồ nối điện hợp lý Trong nhiệm vụ thiết kế, ngời ta thờng cho đồ thị phụ tải hàng ngày cấp điện áp hệ số công suất phụ tải tơng ứng, có cho đồ thị phụ tải hàng ngày toàn nhà máy Dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp mà xây dựng đồ thị phụ tải tổng toàn nhà máy, phần phụ tải hộ tiêu thụ cấp điện áp, phụ tải phát hệ thống, có phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng nhiên liệu, áp lực ban đầu, loại tuabin công suất chúng, loại truyền động máy bơm cung cấp.v v ) chiếm khoảng - 8% tổng điện phát Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy thờng vẽ theo công suất biểu kiến S (MVA) để có đợc độ xác hệ số công suất phụ tải cấp điện áp thờng khác Nh vậy, dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp tiến hành tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy theo thời gian hàng ngày 1.1 chọn máy phát điện: Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất máy : 100 MW - Chọn máy phát điện đồng tuabin có thông số sau : Loại máy phát TB-100-2 n v/ph 3000 S MVA 117,65 Thông số định mức P U MW KV 100 10,5 cos 0,85 I KA 6,475 Điện kháng tơng ®èi X’’d X’d Xd 0,183 0,263 1.2 TÝnh to¸n phơ tải cân công suất : Ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp, ta cã : P(t ) P(t ) P %(t ) P 0 ( t )= 100 S ( t ) = P ( t ) = P max Pmax Cos ϕ 100  ; Trong ®ã : - S(t) : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t - P(t) : công suất tác dụng phụ tải thời điểm t - Cos : hệ số công suất phụ tải Phụ tải điện áp máy phát (địa phơng) : Uđm = 10 KV ; Pmax = 14 MW Gåm : đờng dây kép MW; - Ta có bảng phụ tải : t(h) công suất P % (t) S (t) (MVA) ; Cos  = 0,86 0–8 - 14 14 - 20 20 - 24 70 11,4 100 16,28 80 13,02 70 11,4 - 1,79 Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện - Đồ thị phụ tải địa phơng : S (MVA) 16,28 13,02 11,4 11,4 t(h) 14 20 Phụ tải điện ¸p trung : U®m = 110 KV ; Pmax = 70 MW ; P (t )= P %(t ) P max 100 ; S (t)= 24 Cos  = 0,87 ; P(t ) P % P max = Cos 100 Cos ; Gồm : đờng dây kép 25 MW; - Kết tính toán cân công suất phụ tải trung áp : t (h) c«ng suÊt P % (t) S (t) (MVA) 0–6 - 12 12 - 18 18 - 24 80 64,37 70 52,32 100 80,46 70 56,32 - Đồ thị phụ tải trung áp : S (MVA) 80,46 169,41 56,32 56,32 t(h) 12 18 Phụ tải toàn nhà máy : PNMmax = Pđm = n.PđmF = 3.100 = 300 (MW) SNMmax =  S®m = n.S®mF = 3.117,65 = 352,95 (MVA) - 24 Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện Cos  = 0,85 P(t ) Cos ϕ ; Ta có bảng tính toán cân công suất phụ tải toàn nhà máy : P (t )= P %(t ) P max 100 S (t)= t (h) 0–8 c«ng suÊt P % (t) 90 P (t) (MW) 270 S (t) (MVA) 317,65 - Đồ thị phụ tải toàn nhà m¸y : S (MVA) - 18 18 - 24 100 240 352,95 80 240 282,35 235,95 329,41 282,35 t(h) 18 24 C«ng suÊt tù dïng : - Xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau : S NM (t ) S td (t) =  S NMmax ( 0,4 + 0,6 S NM max ) ; - Trong : S td(t) : phụ tải tự dùng thời điểm t S NMmax : công suất đặt toàn nhà máy S NM(t) : công suất nhà máy phát thời điểm t : số phần trăm lợng điện tự dùng S NMmax = 352,95 (MVA) ; Tự dùng nhà máy : = % ; - Tính toán theo công thức ta có bảng kết sau : t (h) công suất P% S NM (t) S td (t) 0–8 – 18 18 - 24 90 317,65 16,59 100 352,95 17,65 80 282,35 15,52 - Đồ thị phụ tải tự dùng : S (MVA) 17,65 16,59 15,52 - Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện 18 24 t(h) Cân công suất toàn nhà máy công suất phát vào hệ thống : - Ta xác định công suất toàn nhà máy theo biểu thøc : SNM(t) = S®f (t) + ST (t) + Std (t) + SHT (t) - Công suất phát vào hƯ thèng : SHT (t) = SNM (t) – S®f (t) + ST (t) + Std (t) - B¶ng tÝnh toán cân công suất toàn nhà máy công suất phát vào hệ thống : t (h) công suất SNM(t) (MVA) S®f (t) ST (t) Std (t) SHT (t) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) 0–6 6–8 317,65 317,6 11,4 56,32 16,59 233,3 11,4 64,37 16,59 225,29 8– 12 352,9 16,28 56,32 17,65 262,7 12– 14 352,9 16,28 80,46 17,65 238,5 14– 18 352,9 13,02 80,46 17,65 241,8 18– 20 282,3 13,02 56,32 15,53 197,4 20– 24 282,3 11,4 56,32 15,53 199,1 - Đồ thị phụ tải tổng hợp : S (MVA) 262,7 238,6 225,29 241,87 233,3 197,5 12 14 1.3 Chọn phơng án nối dây: - 18 20 199,1 24 t(h) Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện Đây khâu quan trọng thiết kế nhà máy Các phơng án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể tính khả thi đem lại hiệu kinh tế Dựa vào tính toán phân bố công suất ta có nhận xét sau - Phụ tải địa phơng có : S ®fmax= 16,28 MVA Víi: S ®mF = 117,65 MVA - Ta cã : S df max 16 , 28 = =0 , 138 S dmF 117, 65 Công suất địa phơng cực đại (Sđfmax) 13,8 % công suất định mức phát (SđmF) Do sơ đồ nối điện góp điện áp máy phát - Ơ cấp điện áp 110kV 220kV có trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt Do vËy ta sư dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc cấp điện áp Hệ số có lợi MBATN : α= 220−110 =0,5 220 HT HT 220kV F1 F2 220kV 110kV F3 F3 Ph ơng án F1 110kV F2 Ph ơng án Chơng II chọn máY biến áp tổn thất điện máY biến áp - Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện 2.1- Phơng án I : - Sơ đồ nối dây : ST HT 110 KV 2.1.1 Chọn máy biến áp cho phơng án I: - Bộ máy phátF1điện máy biến áp hai cuộn dây : F2 SđmB3 SđmF = 117,65 (MVA) - Bộ máy phát điện máy biến áp tự ngẫu : F3 S dmTN ≥ S dmF α 117 , 65=235 ( MVA ) 0,5 Ta cã : - Bảng tham số máy biến áp cho phơng án I : S dmB =S dmB ≥ U®m (KV) UN% Loại MBA Sđm MVA C T H T 125 121 _ ATДЦДЦTДЦH 250 230 121 10,5 CT _ 11 11 C-H PN P0 10,5 TH _ 32 20 C-T C-H T-H I0 % 100 _ 400 _ 0,5 120 520 _ _ 0,5 2.1.2 Phân phối công suất : máy biến áp cuộn dây : + C¸c bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuộn dây vận hành với phụ tải phẳng suốt năm : S B 3=S dmF S td max =117 65−0, 33×17 , 65=111 , 82 ( MVA ) + Công suất truyền qua máy biến ¸p tù ngÉu : - C«ng st trun qua cn cao : S c(t) = S HT(t) - Công suất truyền qua cuộn trung : - Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện S t(t) = S T(t) – S B3 - C«ng st trun qua cn h¹ : S h(t) = S T (t) + S c(t) - Sau tÝnh to¸n ta có Bảng phân phối công suất : Loại MBA Tự ngẫu Cấp điện áp (KV) 220 110 10,5 Công suÊt (MVA) Sc St Sh Thêi gian - 6 - 8-12 12 -14 14 -18 112,6 116,7 131,3 119,3 120,9 -23,7 -27,7 -27,7 -15,68 -15,68 88,9 89 103,6 103,62 105,22 18 -20 98,74 -27,7 71,04 20 -24 99,55 -27,7 71,85 2.1.3 Kiểm tra tải : * Khi làm việc bình thờng : Từ bảng ta thÊy: Sc max(t) = 131,3 < S®mB1B2 = 250 (MVA) St max(t) = -15,68 < .S®mB1B2 = 125 (MVA) Sh max(t) = 105,22 < .S®mB1B2 = 125 (MVA) VËy ë điều kiẹn làm việc bình thờng máy biến áp B1B2 không bị tải * Khi cố: a Sù cè mét bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p bên trung : - Bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn bên trung : 1 SB3 = S®mF - Std = 117,65 – 17,65 = 111,82 (MVA) + §iỊu kiƯn kiĨm tra sù cè : ¿ ST max 2Kqt S®mTN  STmax  S®mTN αK qt 80 ,46 ¿ =57 ,47 ( MVA ) 0,5.1,4 S®mTN S®mTN = 250 (MVA) > 57,47 (MVA) tháa m·n ®iỊu kiƯn sù cè + Xét phân bố công suất cuộn dây MBA tù ngÉu sù cè : - C«ng suÊt qua cn trung cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu: 1 ST = STmax = 80,46 = 40,23 (MVA) - Công suất qua cuộn hạ máy biến ¸p tù ngÉu : 1 1 S H =S dmF − S td − S df =117, 65− 17 , 65− 16 , 28=103 ,63 ( MVA) 3 - C«ng st trun qua cn cao cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : SC = SH - ST = 103,63 - 40,23 = 63,4(MVA) - Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện - Khi đó, công suất phát lên hệ thống 262,7 (MVA), lợng công suất thiếu : SthiÕu = S HT −2 S C =262, 7−2 63 , 4=199 , 3( MVA ) Dù tr÷ quay cđa hƯ thèng lµ: Sdt = 8% S dmHT = 0,08.2600 = 208 MVA) Lợng công suất thiếu nhỏ dự trữ quay hệ thống nên máy biến áp đà chọn thoả mÃn b Sự cố hỏng máy biến áp tự ngẫu liên lạc(B1 B2) : + §iỊu kiƯn kiĨm tra sù cè : ¿ ST max − S B αK qt .Kqt S®mTN  STmax- SB3  S®mTN 80 ,46−111,82 ¿ =−15,61( MVA ) 0,5.1,4 S®mTN = 250 (MVA)  tháa m·n ®iỊu kiƯn + Xét phân bố công suất cuộn dây MBA tù ngÉu sù cè - C«ng st trun qua cuén trung : S T =S T max −S B =80 , 46−111, 82=−31 , 36( MVA ) (Công suất truyền từ bên trung áp (110 kV) sang nên mang dấu âm) - Công suất truyền qua cuộn h¹ cđa MBA tù ngÉu : 1 S H =S dmF− S td −Sdf =117, 65− 17 , 65−16 , 28=87 ,35 ( MVA) 3 - C«ng suÊt trun qua cn cao cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : S C =S H −ST =87 , 35−(−31 , 36 )=118, 71( MVA ) - Khi đó, công suất phát lên hệ thống 221,52 (MVA), l ợng công suất thiếu : Sthiếu = S HT −S C =221 ,52−118, 71=102 , 81( MVA) - Lỵng công suất thiếu nhỏ dự trữ quay hệ thống (208MVA) nên máy biến áp đà chọn thoả mÃn 2.2 Phơng án II: - Sơ đồ nối dây : ST HT 220 KV F3 F1 F2 - 110 KV Đồ án thiết kế môn học nhà máy điện 2.2.1 Chọn máy biến áp cho phơng án II: - Bộ máy phát điện máy biến áp hai cuộn dây : SđmB3 SđmF = 117,65 (MVA) - Bộ máy phát điện máy biến áp tự ngẫu : S dmTN ≥ S dmF α 117 , 65=235 ( MVA ) 0,5 Ta cã : - Bảng tham số máy biến áp cho phơng ¸n II : S dmB =S dmB ≥ Uđm (KV) UN% Loại MBA Sđm MVA C T H TДЦДЦ 125 121 _ ATДЦДЦTДЦH 250 230 121 10,5 CT _ 11 11 C-H PN P0 10,5 TH _ 32 20 C-T C-H T-H I0 % 100 _ 400 _ 0,5 120 520 _ _ 0,5 2.2.2 Phân phối công suất : máy biến áp cuộn dây : + C¸c bé m¸y ph¸t – m¸y biÕn ¸p hai cuộn dây vận hành với phụ tải phẳng suốt năm : S B 3=S dmF S td max =117 65−0, 33×17 , 65=111 , 82 ( MVA ) + Công suất truyền qua máy biến áp tự ngẫu : - Công suất truyền qua cuén cao : S c(t) = (S HT - S3) - C«ng st trun qua cn trung : S t(t) = S T(t) - C«ng suÊt trun qua cn h¹ : S h(t) = S t (t) + S c(t) - Sau tÝnh to¸n ta có Bảng phân phối công suất : Loại MBA Tự ngẫu Cấp điện áp (KV) 220 110 10,5 Công suất (MVA) Sc St Sh Thêi gian - 6 - 8-12 56,73 60,67 75,44 32,18 28,16 28,16 88,91 88,83 103,6 - 12 -14 63,37 40,23 103,6 14 -18 65,03 40,23 105,2 18 -20 42,83 28,16 70,99 20 -24 43,64 28,16 71,8