Thiet ke phan dien cua nha may dien 7838

CHơng I: Tính toán phụ tải cân công suất I Chọn máy phát điện Theo yêu cầu đề ta phải thiết kế phần điện nhà máy điện (nhiệt điện) gồm tổ máy X60 MW Nhà máy cung cấp cho phụ tải địa phơng có Uđm = 10kV, phụ tải có điện áp Uđm = 220kV, phát vào hệ thống cấp điện áp Uđm = 220kV Do đà biết số lợng công suất tổ máy ta cần ý số điểm sau: + Để thuận tiện cho việc thiết kế nh vận hành ta nên chọn máy phát điện loại + Chọn điện áp định mức máy phát U đmF phù hợp với điện áp định mức phụ tải địa phơng Từ ta chọn loại máy phát điện Tua bin có thông số sau (Tra phụ lục I phần "Máy phát điện không đồng Tua bin hơi" trang 76 sách "Thiết kế nhà máy điện Trạm biếp áp - phần điện" tac giả Nguyễn Hữu Khái) ta chọn đợc loại máy phát điện nh sau: Loại máy phát TB 60-2 thông số định mức n S P (v/ ph) (MVA) (MW) 3000 75 60 U (kV) 10,5 ĐIện kháng tơng đối Cos 0,8 I (kA) 4,125 X"d X'd Xd 0,146 0,22 1,691 II Tính toán phụ tải cân công suất cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ hộ tiêu dùng kể tổn thát 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 kỹ thuật kinh tế, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài ra, 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 phát 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 P max hệ số Cosđm phụ tải tơng ứng Từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công suÊt biÓu kiÕn P( t ) S(t) = Cos ϕ víi P% P max P(t) = 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 tb : Hệ số công suất phụ tải Từ bảng biến thiên phụ tải theo thời gian theo công thức ta tính đợc phụ tải nhà máy điện phụ tải cấp điện áp nh sau: Công suất toàn nhà máy Tổng công suất đặt toàn nhà máy Pmax = x 60 - 180 MW Cos = 0,85 Theo đầu đà cho bảng biến thiên công suất phát hàng ngày nhà máy áp dụng công thức ta cã b¶ng kÕt qu¶ nh sau: t (h) P% PNM(t) (MW) SNM(t) (MVA)  10 80 144 180 10  20 90 162 202,5 20  22 100 180 225 22  24 50 144 180 Tõ kÕt tính toán ta vẽ đợc đồ thị phụ tải toàn nhà máy 220 200 180 t (h) Phụ tải tự dùng nhà máy 10 20 22 24 Theo đề ta có: Hệ số tự dùng c nhà máy = 8% Cos = 0,85 - áp dụng công thức: S % PdmF 0,4 +0,6 x NM( t ) 100 Cos ϕ td S NM ( Std(t) = Ta cã kÕt qu¶ nh sau: t (h)  10 SNM(t) (MVA) 180 Std(t) (MVA) 14,9 10  20 202,5 15,93 ) 20  22 225 16,94 22  24 180 14,9 Std (MVA) 17 16 15 t (h) 10 20 22 24 Phụ tải địa phơng Phụ tải địa phơng nhà máy có: Uđm = 10kV ; Pmax = 28MW ; Cos = 0,86 Từ bảng biên thiên phụ tải địa phơng hàng ngày áp dụng công thức: Pdp ( t) S®p(t) = Cos ϕ dp víi Ta cã kÕt qu¶ ghi ë b¶ng sau: t (h)  10 10  20 P% 80 90 Pdp(t) (MW) 22,4 25,2 Sdp(t) (MVA) 26,05 29,30 P% P max Pdp (t) = 100 20  22 100 28 32,56 22 24 80 22,4 26,05 Ta có đồ thị nh sau: Sdp (t) 32 29 26 t (h) Phô tải phía điện áp cao 220kV Phụ tải phía điện ¸p cao ®· 10cho: 20 22 24 Upt®m = 220kV ; Pmax = 70MW ; Cos = 0,87 Theo c«ng thức ta tính đợc kết ghi bảng dới: t (h) 06  12 12  16 16  18 18  24 P% 90 80 90 100 90 Pdp(t) (MW) 63 56 63 70 63 Sdp(t) (MVA) 72,41 64,37 72,41 80,46 72,41 Từ kết ta có đồ thị phụ tải phía điện áp cao nh sau: Spt (t) 80 70 t (h) 12 16 18 24 Công suất phát hệ thống điện áp U = 220kV Công suất thừa nhà máy đợc phát lên hệ thống thông qua đờng dây kép dài 90km., Ta có phơng trình cân công suất toàn nhà máy là: SNM(t) = Std(t) + Sdp(t) + Spt(t) + SVHT(t)  SVHT(t) = SNM(t) - (Std(t) + Sdp(t) + Spt(t)) Từ giá trị cấp điện áp đà tíh đợc ta đợc kết nh sau: t (h) SNM (t) Std (t) Sdp (t) Spt (t) SC (t) SVHT (t) 06 180 14,9 26,05 72,41 72.41 66,64  10 180 14,9 26,05 64,37 64.37 74,68 10  12 12  16 16  18 18  20 20  22 22  24 202,5 202,5 205,5 202,5 225 180 15,93 15,93 15,93 15,93 16,94 14,9 29,3 29,3 29,3 29,3 32,56 26,05 64,37 72,41 80,46 72,41 72,41 72,41 64.37 72.41 80.46 72.41 72.41 72.41 92,9 84,86 76,81 84,86 103,09 66,64 Tõ bảng kết ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy nh sau: 220 180 140 100 60 20 10 12 t (h) 14 16 18 20 22 24 Một vài nhận xét - Tổng công suất định mức hệ thống S đm = 1500 MVA, không kể nhà máy thiết kế - Dự trữ quay hệ thống SDT = 100MVA - Ta thấy giá trị nhỏ công suất cực đại nhà máy lúc phát lên hệ thống, SHT max = 103,09 MAV - Phụ tải phân bố không cấp điện áp - Nhà máy thiết kế có cấp ®iƯn ¸p: + CÊp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t U®m = 10,5kV Có phụ tải sau: Tự dùng nhà máy Stdmax = 16,94 MVA; Stdmin = 14,9 MVA S cña (MVA) Phụ tải địa phơng có Sđfmax = 32,56 MVA; Sđfmin = 26,05 MVA Gồm: đờng cáp kép x MW x 3kmn đờng đơn x 2MW x 3km + Cấp điện áp cao Uđm = 220kV (phụ t¶i) Cã phơ t¶i Sptmax = 80,46 MVA; Sptmin = 64,37MVA Gồm: đờng dây đơn x 70MW + Hệ thống có điện áp Uđm = 220kV; SHT = 1.500MVA Chơng II: Các phơng án lựa chọn máy biến áp I Đề xuất phơng án Chọn sơ đồ nối điện nguyên nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý đem lại lợi ích kinh tế to lớn mà đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để xác định phơng án là: Số lợng công suất máy phát điện, công suất hệ thống, sơ đồ lới điện phụ tải tơng ứng, trình tự xây dựng nhà máy điện lới điện Trong đồ án ta dựa vào số liệu tính toán phụ tải cân công suất cấp điện áp chơng I để vạch phơng án nối điện cho nhà máy - Theo kết chơng I ta có: + Phụ tải địa phơng cấp điện áp Uđm = 10kV Sđpmax = 32,56 MVA Sđpmin = 26,05 MVA + Phụ tải tự dùng cấp điện áp Stdmax = 16,94 MVA Stdmin = 14,9 MVA + Phụ tải cấp điện áp cao 220kV Sptmax = 80,46 MVA Sptmin = 64,37 MVA + C«ng suÊt phát vệ hệ thống cấp điện áp U = 220kV SVHTmax = 103,09 MVA SVHTmin = 66,64 MVA + C«ng st dù tr÷ quay cđa hƯ thèng SDT = 100 MVA Ta cã nhËn xÐt sau: - C«ng suÊt máy phát điện không lớn dự trữ quay hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ: 1MFĐ - 1MBA - Nhà máy thiết kế nhà máy nhiệt điện có: SđFmax = 32,456 MVA > (15 - 20)% SđmF Do ta dùng sơ đồ có góp điện áp máy phát Vì nhà máy thiết kế có cấp điện áp cao ta chọn loại máy biến áp pha dây quấn Từ nhận xét ta có phơng án nối điện cho nhà máy nh sau: * Phơng án I SHT SPT 220kV B1 B2 B3 K1 10,5kV ~ ~ ~ Trong phơng án ta dùng: F1 F2 F3 góp điện áp máy với phân đoạn kháng K để nối máy phát F1 F2 máy biến áp B1 B2 máy cuộn dây dùng để liên lạc điện áp cao điện áp hạ Dùng MFĐ - MBA để cấp điện lên giá cao áp - Ưu điểm phơng án dùng loại máy biến áp Sơ đồ nối điện đơn giản * Phơng án II: SHT SPT 220kV B1 B2 K2 K1 10,5kV ~ ~ ~ Trong phơng án ta dùng: góp điện phân đoạn F1 áp máy phát chia F2thành phân đoạn, mỗiF3 đợc nối vào máy phát, phân đoạn đợc nối với kháng điện K1 k2 máy biến áp B1 B2 máy biến áp pha dây quấn Ưu điểm phơng án sử dụng máy biến áp nên tổn thất máy biến áp phơng án I Tóm lại: Để đánh giá kinh tế kỹ thuật cần phải phân tích kỹ phơng án so sánh chọn đợc phơng án tối u cho nhà máy điện II Lựa chọn máy biến áp Máy biến áp thiÕt bÞ rÊt quan träng hƯ thèng diƯn Tỉng công suất máy biến áp gấp từ - lần tổng công suất máy phát điện Chọn máy biến áp nhà máy điện chọn chủng loại, số lợng công suất định mức hệ số máy biến áp Máy biến áp đợc chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn điều kiện bình thờng cố nặng nề Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp: - Trớc tiên chọn SđmB công suất cực đại qua máy biến áp điều kiện làm việc bình thờng - Sau kiểm tra lại điều kiện cố có kể đến hệ số tải máy biến áp - Giả thuyết máy biến áp đợc chế tạo phù hợp với điều kiện môi trờng nơi lắp đặt nhà máy điện Do không cần hiệu chỉnh công suất chúng A Phơng án I Chän m¸y biÕn ¸p a M¸y biÕn ¸p bé B3 sơ đồ máy phát điện - máy biến áp cuộn dây Điều kiện chọn: SđmB3 SđmF = 75 MVA Máy phát sơ đồ thờng phát công suất tơng đối phẳng ổn định, ta không cần kiểm tra cố Ta chọn đợc loại máy biến áp T - 80 có thông số sau: Sđm UCđm UHđm P0 PN UN% I0% MVA kV kV kW kW 80 242 10,5 105 320 11 0,6 b Chọn máy biến áp liên lạc B1 B2 Điều kiện chọn công suất định mức máy biến áp liên lạc pha cuộn dây SđmB Sthừa Trong đó: Sthừa : Công suất thừa góp điện áp máy phát Sthừa = TGF SđmF - ( Sngay DF + S td max ) Trong ®ã: TGF SđmF: Tổng công suất máy phát nối vào góp S DF : Công suất phụ tải địa phơng lúc cực tiểu (ban ngày0 Stdmax: Công suất cực đại phụ tải tự dùng Vậy: Sthõa = 2x75 - (26,05 + 16,94) = 112.65 MVA SđmB Nên 112.65 = 56.33 MVA Từ kết tính toán ta chọn đợc loại máy biến áp T - 80 có thông số sau: Sđm MVA 63 UCđm kV 242 UHđm kV 10,5 P0 kW 73 10 PN kW 245 UN% I0% 10.5 0,6