Mon hoc thiet ke nha may nhiet dien 1 84234

đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Mục Lục Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất, lựa chọn sơ đồ nối dây I.1.1.Chọn máy phát điện I.1.2.Tính toán phụ tải cấp điện áp I.1.3.Đồ thi phụ tải toàn nhà máy .4 I.1.4 Đồ thi tự dùng toàn nhà m¸y I.1.5 Phụ tải địa phơng .5 I.1.6 Đồ thi phụ tải 110 kV .6 I.1.7 Cân công suất toàn nhà máy I.1.8 Dù tr÷ cđa hƯ thèng I.1.9 Các cấp điện ¸p cđa c¸c tiªu thơ I.2.Các phơng án nối d©y .9 Phơng án I,II 10 Phơng án III 11 Chơng II.Chọn MBA Tính tổn thất công suất tổn thất điện 13 III.1.Chän MBA 13 I Phơng án I 13 II Phơng án II 17 II.2 TÝnh tỉn thÊt c«ng suất tổn thất điện 23 I Phơng án I 23 II Phơng án II 17 Chơng III Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phơng án tối u 28 III.1 Xác định dòng làm việc cỡng bøc 28 III.1.1 Xác định dòng làm việc cỡng phơng ¸n .28 III.1.2 Xác định dòng làm việc cỡng phơng án .31 III.2 X¸c So sánh kinh tế kỹ thuật lựa chọn phơng án tối u 33 Ch¬ng IV Tính toán dòng ngắn mạch, chọn khí cụ điện dẫn 39 IV.1.Tính toán ngắn mạch .39 IV.2 Chọn khí cụ điện dẫn .51 I Chän MC vµ DCL 51 Chän MC .52 2.Chän DCL 51 II Chän dÉn cøng 53 III Chän dÉn mÒm 56 IV,V,VI Chän sø ®ì cho dÉn Chèng sÐt van Chän c¸p 10 kV .63 VII.Chän kh¸ng 10 kV .66 VIII.Chän BU, BI .69 Chơng V Sơ đồ thiết bị tự dïng 76 V.1.Chän m¸y biÕn ¸p tù dïng cÊp I 77 V.2,3 Chọn máy biến áp dự phòng cÊp I, biÕn ¸p tù dïng cÊp II 78 V.4 ChänMC cÊp 6,3 kV .79 Sơ đồ nối điện tự dùng 81 Tài liệu tham khảo 82 ®å án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Lời nói đầu -Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống, điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Cùng với phát triển xà hội, nhu cầu điện ngày tăng đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chơng trình ngành phát dẫn điện em đợc nhà trờng Bộ môn Hệ thèng ®iƯn giao nhiƯm vơ thiÕt kÕ gåm néi dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất tổ máy 60 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10,5KV, phát công suất lên hệ thống 220kV phụ tải 110kV Đợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo Khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ, hớng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Là Văn út, nỗ lực thân, đến em đà hoàn thành đồ án Em mong nhận đợc góp ý bổ xung thầy cô giáo bạn để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn toàn thể thầy cô giáo Bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh viên thực đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng I tính toán phụ tải CÂN BằNG CÔNG SUấT lựa chọn sơ đồ nối dây Tại thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc xây dựng đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1.1 Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm tổ máy công suất máy 60MW Chọn máy phát điện kiểu TB-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104 [1] ) có thông số nh bảng 1-1: Bảng 1-1 Kí hiƯu TB-60-2 TB -60-2 P®m S®m MVA MW 75 60 cos cosđm 0,80 Điện kháng tơng tơng đối Uđm Iđm kV kA Xd’’ Xd’ Xd 10,5 4,125 0,146 0,22 1,691 I.1.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp Từ đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo % công suất tác dụng hệ số cos, ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo c«ng st biĨu kiÕn tõ c«ng thøc sau: P p % P max St= t Pt = Cos ϕ 100 với : Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) Cos _ Là hệ số công suất phụ tải I.1.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có công suất tổ: S dm = Pdm 60 = =75 MVA cosϕ dm , 80 P®m = 60 MW, Cos®m = 0,80 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNM®m = 4P®m = 460 = 240 MW  SNM®m = 300 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: St= Pt Cos t với : Pt = p % P max 100 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Ta tính đợc đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-1 đồ thị phụ tải nhà máy ( Hình 1-2 ) Bảng 1-1 ( Phụ tải toàn nhà máy ) t (giê) 0-8 - 12 P% 75 100 90 100 75 PNM(t) MW 180 240 216 240 180 SNM(t) MVA 225 300 270 300 225 300 S (MVA) 250 12 - 14 300 14 - 20 20 - 24 300 270 225 225 200 150 100 50 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy I.1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 8% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau: S td (t )= ∑ P Fdm α % 0,4 +0,6 S NM (t ) cos ϕ td 100 ∑ S Fdm ( víi PF®m = 240 SF®m = 300 ) (MW) (MVA) S td ( t )= S NM (t ) 240 0,4+ 0,6 100 ,80 300 ( )  Trong Std(t) : Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t SFđm : Công suất đặt toàn nhà máy SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy thởi điểm t Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian nh bảng 1- đồ thị phụ tải hình 1- Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy t(h) 0- 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện SNM(t) MVA 225 300 270 300 225 Std(t) MVA 20,40 24,00 22,56 24,00 20,40 Hình 1- - Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy I.1.5 PhụS tải địa phơng: (MVA) 24 24 Nh25 nhiƯm vơ thiÕt kÕ ®· cho: 20,4 20,4 Pmax20= 12,6 MW, Cos = 0,80, U = 10,5 22,56kV gồm kép + đơn Từ c«ng thøc sau: 15 10 S dp ( t ) = P dp ( t ) Cos ϕ t víi: Pdp ( t ) = Pdp % Pdpmax 100 Ta có kết cho bảng 1-5 đồ thị phụ tải hình 1-6 - 12 Phụ tải 6Bảng -10 14 địa16phơng 18 20 t(h) 0-6 60 7,56 9,45 P®p% P®p(t)MW S®p(t)MVA 25 - 10 10 - 14 90 11,34 14,18 t (h) 22 14 - 18 85 10,71 13,39 24 18 - 24 100 12,60 15,75 65 8,19 10,24 S (MVA) 20 15,75 14,18 15 9,45 10 10,24 13,39 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 H×nh 1- - Đồ thị phụ tải địa phơng I.1.6 Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV): Phụ tải điện ¸p cao Pmax = 140 MW, Cos = 0,80 gåm kép + đơn Công suất thời điểm đợc xác định theo công thức sau: Pc (t) P %.P cmax S c ( t )= Pc ( t )= c Cos ϕ t 100 víi: Ta có kết bảng 1-7 đồ thị phụ tải cho hình 1- Bảng 1- - Phụ tải phía điện áp trung (110kV) t(h) 0-4 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện P% 80 85 90 100 70 PT(t)MW 112 117 130 104 91 ST(t)MVA 140 146,25 162,5 130 113,75 S (MVA) 200 162,5 146,25 140 150 130 113,5 100 50 t (h) Hình 1-28 - Đồ thị phụ tải 10phía 12 điện 14 áp16trung 18 (110kV) 20 22 24 I.1.7 Cân công suất toàn nhà máy xác định công suất phát vào hệ thống Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t) Ta bá qua tỉn thÊt S(t) m¸y biÕn ¸p  SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + S®p(t) +ST(t) ] Từ ta lập đợc kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-9 đồ thị phụ tải hình 1-10 Bảng 1-9 - Cân công suất toàn nhà máy t(h) SNM(t) ( MVA) Sdp(t) ( MVA) Std(t) ( MVA) ST(t) ( MVA) SHT(t) ( MVA) 0-4 4-6 6-8 225 225 225 300 300 270 300 300 300 225 225 9,45 9,45 14,18 14,18 13,39 13,39 15,75 15,75 10,24 10,24 10,24 20,40 20,40 20,40 24,00 24,00 22,56 24,00 24,00 24,00 20,40 20,40 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130 130 140 160 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 22 22 - 24 S (MVA) 55,15 48,9 113,75 113,75 113,75 152,01 44,17 115,57 100,11 71,55 130,25 130,25 152,01 80,61 140 80,61 130,25 115,57 120 100,11 100 80,61 80 55,15 48,9 60 40 71,55 44,17 20 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Đồ thị phụ tải tổng toàn nhà máy 300 300 S (MVA) 300 SNM 270 250 225 225 ST 200 162,5 150 140 SHT 130,25 130 115,57 S®p Std 100,11 100 113,75 80,61 55,15 20,4 9,45 71,55 48,9 50 152,01 146,25 44,17 14,18 24 13,39 22,56 24 15,75 20,4 10,24 I.1.8 Dù tr÷ cđa hƯ thèng Ta cã dù tr÷ cđa 6hƯ thèng 14 16 =18 20 22 24 lµ1014%S12HT = 14%*3600 504 MVA, lớn (h) so với công suất máy phát Công suất hệ thống S = 3600 MVA cót thể coi vô lớn so với công suất toàn nhà máy SNM= 300 MVA I.1.9 Các cấp điện áp hộ tiêu thụ : Nhà máy thiết kế có cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát có Uđm= 10,5kV Cấp điện áp trung áp có Uđm= 110kV Cấp điện ¸p cao ( phÝa HƯ thèng ) cã U®m= 220kV I.2 phơng án nối dây Một nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện chọn sơ đồ nối điện Vì chọn đợc sơ đồ nối điện hợp lý, đảm bảo mặt kỹ thuật mà đem lại hiệu kinh tế cao Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp sau: đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Phụ tải địa phơng cấp điện ¸p 10,5 kV cã: SUFmax = 15,75 MVA SUFmin = 9,45 MVA Phụ tải trung áp cấp điện ¸p 110 kV cã: STmax = 162,5 MVA STmin = 113,75 MVA Phụ tải cao áp cấp điện ¸p 220 kV ( vỊ hƯ thèng ) cã: SHTmax = 152,01 MVA SHTmin = 44,17 MVA  Víi nhà máy điện thiết kế có phụ tải địa phơng (SUFmax = 21% SFđm) nên ta dùng góp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t ®Ĩ cung cÊp ( Thanh gãp điện áp máy phát đợc sử dụng công suất phụ tải địa phơng lớn vợt ( 15 - 20 )% công suất định mức máy phát ) Ta có công suất dự trữ quay hệ thống 504 MVA lớn công suất MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ MFĐ-MBA Số lợng máy phát ghép vào góp điện áp máy phát cho có máy phát điện ngừng làm việc máy phát lại phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải địa phơng tự dùng nhà máy Vì trung tính lới điện 220KV 110KV lới trung tính trực tiếp nối đất nên để liên lạc cấp ®iƯn ¸p ta dïng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã: 220110 =0,5 = 220 Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp dới tải ã Phụ tải PTmin = 113,5 MVA lớn công suất 1bộ MFĐ- MBA, ta gép đến MFĐ- MBA để đơn giản hoá vận hành nh việc chọn máy biến áp đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện * Máy biến áp liên lạc máy biến áp tự ngẫu nên không cần kiểm tra điều kiện liên lạc công suất bên trung bên cao STmin ã Trên sở nhận xét ta vạch phơng án nối dây nhà máy nh sau: Phơng án I: HT 220 kV B1 B2 110 kV B3 B4 F4 F3 NhËn xÐt: F1 F2 Phơng án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp, bố trí nguồn tải cân xứng Hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ, nhng có nhợc điểm là: phụ tải trung áp cực tiểu có lợng công suất phải tải qua lần máy biến áp làm tăng tổn thất ,tuy nhiên máy biến áp liên lạc máy biến áp tự ngẫu nên ta bỏ qua nhợc điểm Phơng án II: Cũng sở phơng án nhng khác ta đa MFĐ- MBA dây quấn bên trung áp sang bên cao áp Sơ đồ phơng án đồ án môn học thiết kế nhà máy nhiệt điện Sơ đồ phơng án 2: HT 220 kV B2 B1  F1  110 kV B4 B3   F2 F3  F4 NhËn xÐt : Phơng án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp Nhng so với phơng án có nhợc điểm là: máy biến áp phía cao đắt tiền hơn, phải sử dụng đến loai máy biến áp, nhng lại tránh đợc công suất tải qua lần máy biến áp phụ tải trung áp cực tiểu Phơng án III: Nối máy góp điện áp máy phát, cần nối MFĐMBA bên trung áp HT 榶 ****** B1 110 kV 220 kV ** B2 B1 B2 B3 B3 ~~~~ ~~~~ ~~~~ NhËn xÐt : F4 F2 F1 F3 điện cho phụ tải F4 F3 Phơng án đảm F2 bảo cung cấp cấp điện áp Có số lợng máy biến áp giảm so với phơng án trớc Có nhợc điểm thiết bị phân phối điện áp máy phát phức tạp, có dòng cỡng qua kháng lớn không chọn đợc kháng Tóm lại: Qua phân tích để lại phơng án I phơng án II để tính toán, so sánh cụ thể kinh tế kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy ®iÖn