Thiet ke nha may nhiet dien 73911

Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Mở đầu Ngành lợng đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc Nhà máy điện khâu thiếu hệ thống điện nói riêng ngành lợng nói chung Là sinh viên học ngành hệ thống điện trờng Đại học Bách khoa Hà Nội, thời gian cuối khoá học, để có đợc báo cáo kết thân năm học trờng, em đợc môn hệ thống điện giao cho đề tài thiết kÕ tèt nghiƯp víi hai néi dung chÝnh: 1- ThiÕt kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 200MW có máy phát điện, máy có công suất 50 MW, cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát 10kV, tải trung áp 110kV phát vào hệ thống 220kV 2- Thiết kế trạm biến ¸p 10/0,4kV Qua thêi gian lµm thiÕt kÕ tèt nghiƯp, với khối lợng kiến thức đà đợc học tập đợc giúp đỡ thầy, cô khoa, đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình thầy Nguyễn Hữu Khái đà giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đợc thông cảm đóng góp ý kiến thầy, cô Em xin chân thành cám ơn ! T r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện phần mở đầu Đà hai kỷ, điện trở thành dạng lợng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xà hội nh hoạt động lao động sản xuất ngời Xuất phát từ tầm quan trọng đó, quốc gia giới, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kinh tế quốc gia Đối với nớc ta, công nghiệp điện đợc Đảng Nhà nớc xác định ngành công nghiệp mang tính tảng nhất, có nhiệm vụ quan trọng phục vụ thúc đẩy trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Việc xây dựng nhà máy điện đợc quan tâm mức, với hàng loạt công trình kỷ: NMTĐ Hoà bình, NMTĐ Yaly, NMNĐ Phả lại 1,2, Ninh bình Trong chiến lợc phát triển công nghiệp điện nớc ta, xuất phát từ điều kiện tự nhiên đất nớc, thuỷ điện chiếm vị trí quan trọng, bên cạnh phát triển hợp lý nhà máy nhiệt điện Việc phát triển nhà máy nhiệt điện không thĨ thiÕu, bëi lÏ chóng bỉ sung cho thủ ®iƯn mùa khô, nh phục vụ nhu cầu thực tế cục khác địa phơng, đơn vị Là ngành công nghiệp thuộc sở hữu Nhà nớc, công nghiệp điện có thay đổi to lớn với trình chuyển đổi chế Bớc sang kinh tế thị trờng, điện sản phẩm hàng hoá, sản xuất điện đợc coi nh sản xuất hàng hoá Với thay đổi nhận thức nh vậy, việc xây dựng nhà máy điện không mang tính bao cấp, mà phải đảm bảo hiệu kinh tế, tối thiểu thu hồi vốn đầu t, tránh lÃng phí đầu t không hiệu Với nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp đợc giao gồm nội dung : phần I:Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Phần II: Thiết kế phần điện trạm biến áp 180-10/0,4 kv Phần I : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Tính toán phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu đợc để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lợng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Do vậy, ngời ta cần phải biết đồ thị phụ tải, nhờ chọn phơng án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiªu kinh tÕ kü T r thuËt a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trớc hết cho ngời thiết kế phải tiến hành công việc : chọn máy phát điện, tính toán phụ tải cân công suất cách hợp lý I Chọn máy phát điện Việc chon máy phát điện khâu quan trọng thiết kế nhà máy điện Cần chon máy có thông số kỹ thuật hợp lý so với nhà máy cần thiết kế, có hiệu kinh tế liên quan đến cấu trúc nhà máy, liên quan đến vốn đầu t hiệu kinh tế kỹ thuật tơng lai Căn vào yêu cầu, nhiệm vụ đề tài: " Thiết kế phàn điện nhà máy nhiệt điện 200MW" gồm tổ máy 50 MW Căn vào yêu cầu nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải địa phơng có điện áp định mức 10 kV Để thuận tiện cho việc vận hành xây dựng, ta chọn loại máy phát điện đồng tua bin TB-50-2 có thông số kỹ thuật sau: Thông số định mức Loại máy phát n S P U Điện kháng t đối Cos I X"d X'd Xd V/Ph MVA MW KV kA TB -50 - 3000 62,5 50 10,5 0,8 3,44 0,135 II Tính toán phụ tải cân công suất 0,3 1,84 Mục đích việc tính toán phải xác định lợng công suất tiêu thụ phụ tải công suất phát nhà máy cho phù hợp Trong phần đà có số liệu điện áp, công suất cực đại phụ tải biểu diễn theo phần trăm phụ tải cực đại theo thời gian hàng ngày Từ tính phụ tải thực cấp điện áp Trong đề tài thiết kế đà cho phần trăm công suất tác dụng cực đại nhà máy phụ tải cấp điện áp từ ta tính đợc công suất tác dụng P(t) công suất biểu kiến S(t) khoảng thời gian khác theo công thức: P(t )=P % S max → S(t )= P(t ) cos Trong : - P%(t): Là phần trăm phụ tải thời điểm t so với Pmax - Pmax : Là công suất tác dụng tiêu thụ lớn phụ tải - cos hệ số công suất phụ tải Tính toán phụ tải toàn nhà máy : + Công suất lớn nhà máy phát là: Pmax = n Pđm F = 4.50 = 200MW - Dựa vào bảng biến thiên phụ tải nhà máy công thức tính toán ta có T bảng số liệu sau: r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện t(h) 07 12 12  14 14  20 20  24 P(%) 75 85 80 100 75 PNM(t) (MW) 150 170 160 200 150 SNM(t) (MVA) 187,5 212,5 200 250 187,5 Tõ bảng số liệu tính toán ta xây dụng đợc đồ thị phụ tải toàn nhà máy nh sau : S (M V A ) 2 ,5 ,5 250 200 12 14 ,5 20 24 T(h ) Phụ tải địa phơng: -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 22 MW; U®m =10 kV; cos = 0,85 Dựa vào bảng biến thiên phụ tải địa phơng công thức đà có mà xác định phụ tải cấp điện áp máy phát: t(h) 07 12 12  14 14  20 20  24 C/suÊt P(%) 70 90 80 100 70 P(t)®p (MW) 15,4 19,8 17,6 22 15,4 S(t)®p (MW) 18,12 23,29 20,71 25,88 18,12 Từ bảng số liệu ta vẽ đợc đồ thị phụ tải địa phơng nh sau: T r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện S (M V A ) ,8 ,2 ,1 ,1 2 ,7 12 14 24 20 T(h ) Phơ t¶i trung ¸p 110kV: - Theo nhiƯm vơ thiÕt kÕ Pmax = 100 MW; cos =0,85; Uđm = 110 KV áp dụng công thức trên, dựa vào bảng biến thiên phụ tải trung áp ta có bảng số liệu sau: 07  12 12  14 14  20 20  24 P(%) 70 90 70 100 70 P(t)TA (MW) 70 90 70 100 70 S(t)TA (MW) 82,35 105,8 82,35 117,6 82,35 t(h) C/suất Dựa vào bảng biến thiên vẽ đồ thị phụ tải phía trung áp: Xác định phụ tải tự dùng nhà máy: S (M V A ) 1 ,6 ,8 ,3 ,3 ,3 12 14 20 24 T (h ) T - Công suất tự dùng cực đại nhà máy nhà máy phát hết công suất đợc xác r định biểu thức: a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiƯt ®iƯn Std max= α % P max 100 Cos ϕ td %: Lµ hƯ sè tù dïng cùc đại nhà máy ( = 6% ) Pmax: Là công suất lớn nhà máy phát Cos td = 0,85 Trong ®ã: Nh vËy: S td max= 250 x =17 ,65 ( MVA ) 100 0,85 Công suất tự dùng thời điểm t đợc xác định: S td =S td max (0,4+0,6 (t ) S(t ) NM S đ ặt ) Sđặt = 62,5 x4 = 250 (MVA) Trong đó: Sđặt: Tổng công suất đặt nhà máy S(t) NM: Là công suất phát nhà máy khoảng thời gian t đà xác định phần " Xác định phụ tải toàn nhà máy" Từ tính toán ta có bảng số liệu sau: t(h) S(t) (MVA) Stđ(t)(MVA) 07 712 1214 1420 2024 187,5 15 212,5 16,06 200 15,53 250 17,65 187,5 15 Dựa vào kết tính toán phần ta có đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Công suất nhà máy ph¸t vỊ hƯ thèng 220 kV: S (M V A ) ,6 ,0 15 15 ,5 12 14 20 24 T (h ) T r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Điện nhà máy sản xuất phần đợc cung cấp cho phụ tải địa phơng tự dùng, phần cung cấp cho phụ tải trung áp 110 KV, phần lại đợc phát hệ thống đợc xác định nh sau: SHT(t)= SNM(t)- Std(t)- Sđp(t ST(t) Dựa vào công thức vào biểu đồ phụ tải cấp điện áp ta cã b¶ng sè liƯu sau: t(h) 07 712 1214 1420 2024 S(MVA) S®p(t)(MVA) St®(t)(MVA) S110(t)(MVA) Spt(MVA) SNM(t)(MVA) SHT(t)(MVA) 18,12 15 82,35 115,47 187,5 72,03 23,29 16,06 105,8 146,15 212,5 67,35 20,71 15,53 82,35 118,59 200 81,41 25,88 17,65 117,6 161,13 250 88,87 18,12 15 82,35 115,47 187,5 72,03 §å thị phụ tải phát vào hệ thống nh sau: S (M V A ) ,4 ,0 8 ,8 7 ,0 ,3 12 14 20 24 T( h ) Nhận xét chung: Nhà máy thiết kế với công suất tơng đối nhỏ so với hệ thống (Công suất nhà máy so với hệ thống 5.55%) Công suất nhà máy phát vào hệ thống là: SHTmax = 88,87 MVA < Std = 100 MVA SHTmin = 67,35 MVA T r CH¬ng II a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện xác định phơng án chọn máy biến áp A - xác định phơng án: Xuất phát từ tầm quan trọng nhà máy hệ thống, vào yêu cầu cung cấp điện hộ phụ tải yêu cầu kinh tế, kỹ thuật nhà máy mà đề phơng án cho đảm bảo yêu cầu sau: + Khi làm việc bình thờng, phải cung cấp điện đầy đủ cho hộ phụ tải theo yêu cầu cố phần tử phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải quan trọng tránh trờng hợp công suất tải qua nhiều lần máy biến áp gây tổn thất điện + Phụ tải địa phơng có công suất tơng đối lớn so với công suất máy phát điện (lớn 15 %) phải xây dựng hệ thống góp cấp điện áp máy phát để cung cấp điện cho phụ tải địa phơng Vì cấp điện áp cao áp (220kV) trung áp (110kV) lớn có trung tính trực tiếp nối đất nên dùng máy biến áp tự ngẫu để làm máy biến áp liên lạc cấp điện áp công suất máy phát nhỏ công suất dự trữ hệ thống nên dùng sơ đồ máy phát điện - máy biến áp phơng án Từ yêu cầu đề phơng ¸n sau: Ph¬ng ¸n : Dïng hai m¸y biÕn áp tự ngẫu liên lạc hai máy phát điện - máy biến áp ghép theo sơ đồ nh h×nh vÏ: S H T m a x = 8 ,8 M V A ST m a x = 1 ,6 M V A S H T m in = , M V A 2 kV 1 kV B4 B1 S T m in = , M V A B2 B3 ,5 kV F4 F1 F2 - Ưu điểm: + Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trờng hợp F3 T r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện + Các máy biến áp dung lợng nhỏ - Nhợc điểm: + Số lợng máy biến áp lớn dẫn đến sơ đồ bố trí thiết bị phức tạp + Máy biến áp dùng nhiều chủng loại, phía cao áp dùng máy biến áp nên vốn đầu t cao Phơng án 2: Nhận xét: Phơng án gồm hai tổ máy phát điện F1 F2 ghép với góp điện áp máy phát, phụ tải địa phơng lấy từ góp Hai tổ máy lại đợc ghép lên góp 110 kV Hai máy biến áp tự ngẫu để liên lạc góp điện áp máy phát với cấp điện áp cao trung áp + Ưu điểm: - Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trờng hợp - Dung lợng máy biến áp phải chon không lớn, đặc biệt máy phát điện máy biến áp B4 đợc chuyển tõ phÝa 220 kV sang phÝa 110 kV nªn cã thể đảm bảo kinh tế so với phơng án + Nhợc điểm: - Số lợng máy biến áp nhiều nhng vốn đầu t vào máy biến áp phơng án so với phơng án I tổn thất điện máy biến áp lín h¬n S H T m a x = 8 ,8 M V A S H T m in = , M V A 220KV B4 B1 B2 S T m a x = 1 ,6 M V A 1 K V S T m in = , M V A B3 B4 F3 F4 ,5 K V F4 F1 Phơng án 3: F2 T r a n g Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Nhận xét: - Ghép tổ máy vào góp điện áp máy phát dùng máy biến áp tự ngẫu liên lạc từ góp điện áp máy phát với cấp điện áp cáo trung áp Một máy phát nối lên trung áp 110 kV + Ưu điểm: Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải bình thờng nh cố phần tử Số lợng máy biến áp so với phơng án 2, sơ dồ bố trí thiết bị đơn giản hơn, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện + Nhợc điểm: Máy biến áp tự ngẫu phải chọn có dung lợng lớn so với phơng án Dòng ngắn mạch phía hạ (10,5kV) tơng đối lớn thiết bị đóng cắt phía hạ phải chän lín h¬n SH T m a x = 8 ,8 M V A 220KV S H T m in = , M V A B1 ST m a x = 1 ,6 M V A 110KV B2 S T m in = , M V A B3 ,5 K V F1 F2 F2 F4 Phơng án 4: T r a n g