Chơng 1 Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi công suất 400mw Chọn máy phát điện –tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.1 Chọn máy phát điện
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Nhà máy có 4 cấp phụ tải : Phụ tải phía hệ thống , phụ tải trung áp , phụ tải địa phơng và phụ tải tự dùng.
Việc cân bằng công suất đợc thực hiện theo công suất biểu kiến
Công suất biểu kiến đợc tính từ công suất bởi các công thức :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
11,5 10,781 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
Cos : Là hệ số công suất của phụ tải.
1.2.1 Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát
Phụ tải cấp này có : Pmax = 11,5MW , cos =0,8
Bao gồm các đờng dây :
3kép x 4MW x 4km ; 4đơn x 3MW x 3km , P% cho trong bảng
Tính toán theo công thức (1-1) và (1-2) tacó:
Tính toán tơng tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng tổng kết:
SUF(MVA) 9,344 14,375 13,656 11,5 10,781 Đồ thị quan hệ:
1.2.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp 110 KV
Phụ tải phía trung có: Pmax = 100MW , cos = 0,8
Phụ tải bao gồm các đờng dây 1 kép + 4đơn , và P% cho trong bảng
Tính theo (1-1) và (1-2) có bảng :
ST(MVA) 93,75 112,5 125 106,25 87,5 Đồ thị quan hệ :
1.2.3 TÝnh toán công suất phát của nhà máy
Nhà máy có Pmax @0 MW , cos =0,85
Tính toán theo (1-1) , (1-2) có bảng:
SNM(MVA) 210 255 285 300 225 Đồ thị quan hệ:
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
S UF (MVA) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
1.2.4 Tính toán phụ tải tự dùng:
Với nhà máy nhiệt điện thì điện năng tự dùng rất quan trong Đó là điện năng dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm nớc tuần hoàn …v.v.v.v. Điện năng tự dùng chiếm khoảng từ (5-8)% tổng điện năng phát ra của toàn nhà máy Điện năng tự dùng đợc tính theo công thức :
: Là phần lợng điện năng sản xuất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu cÇu thiÕt kÕ = 8%.
SNM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy.
SNM(t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t.
SNM P NM max cosϕ NM 240 0,8 00(MVA)
Trong khoảng thời gian từ 0-8(h)
210 ) = 21,75(MVA) Tính toán tơng tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng:
STD(t) 22,65 27,06 29,46 29,65 22,72 Đồ thị quan hệ:
1.2.5 Tính toán phụ tải phát về hệ thống
Nhà máy phải đảm cân bằng công suất nghĩa là:
SHT = SNM(t) – ST(t) –SUF(t) –STD(t) (1-3)
SNM(t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điêm t.
SHT(t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t.
ST(t) : Là công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t.
STD(t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t
Tính toán theo công thức (1-3) ta có bảng kết quả tính toán nh sau: t(h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24
Biểu đồ công suất toàn nhà máy:
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
24 t(h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
- Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải.
- Phụ tải phía trung là lớn nhất và quan trọng nên u tiên cung cấp đủ điện năng cho bên trung rồi mới đa vào hệ thống.
- Phụ tải địa phơng lớn nhất P = 14,375 (MW) còn nhỏ hơn 20% công suất của một tổ máy là P = 20%.75 = 15 (MW) nên phụ tải địa phơng có thể đợc cung cấp điện bằng cách lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát.
- Hai cấp điện áp cao và trung đều là mạng trung tính trực tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc.
Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết kế , nắm vững các số liệu ban đầu , dựa bảng cân bằng công suất và các nhận xét để tiến hành vạch các phơng án nối dây có thể
Các phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp , về số lợng dung lợng các máy biến áp , về số lợng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp
Sơ đồ nối diện giữa các cấp điện áp cần thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật sau:
- Số lợng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung ( trừ phần phụ tải do các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp đợc).
- Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
- Chỉ đợc ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai dây quấn vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này ,có nh vậy mới tránh đợc trờng hợp lúc phụ tải cực tiểu bộ này không phát hết công suất hoặc công chuyển qua hai lần biến áp sẽ làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp hai cuộn dây Đối với máy biến áp tự ngẫu thì không cần dùng điều kiện này.
- Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ , để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp ,nhng công suất lấy rẽ nhánh không đợc vợt quá 20% công suất của bộ.
- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn.
- Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp.
Sau khi đã chọn đợc một số phơng án , cần phân tích sơ bộ các phơng án về mặt kĩ thuât và kinh tế để loại trừ một số phơng án rõ ràng bất hợp lý và chỉ giữ lại các phơng án hợp lý.
Qua các nguyên tắc trên ta đa ra các phơng án nối điện nh sau:
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
H T Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu Một bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây đợc nối vào thanh góp trung áp và một bộ đợc nối vào thanh góp cao áp.
NhËn xÐt: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản , dòng ngắn mạch nhỏ hơn nên chọn đợc các thiết bị dễ dàng.
Nhợc điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp bên cao áp nên vốn đầu t tăng.
Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn.
Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc , 2 bộ máyphát- máybiến áp ghép vào thanh cái trung áp.
H T Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
NhËn xÐt: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu t giảm ,vẫn đảm bảo tin cậy cung cấp điện.
Nhợc điểm: Số lợng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công suất thừa bên trung truyền vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất.
2.3 Phơng án 3 Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu Phía trung đợc cung cấp bởi cuộn trung của máy biến áp liên lạc.
NhËn xÐt : Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản ít chủng loại máy biến áp nhất ,vốn đầu t nhỏ hơn so với các phơng án đã vạch ra.
Nhợc điểm : Độ tin cậy cung cấp điện không cao , khi một máy biến áp sự cố thì nhà máy mất một nửa công suất phát, dòng ngắn mạch lớn hơn.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Từ các nhận xét ở các phơng án về cả vấn đề kinh tế và kĩ thuật ta thấy ph- ơng án 1 và phơng án 2 là hợp lý hơn cả nên giữ lại để so sánh về mặt kinh tế để đa ra phơng án tối u nhất.
Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy
Phơng án 1
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
H T Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu Một bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây đợc nối vào thanh góp trung áp và một bộ đợc nối vào thanh góp cao áp.
NhËn xÐt: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản , dòng ngắn mạch nhỏ hơn nên chọn đợc các thiết bị dễ dàng.
Nhợc điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp bên cao áp nên vốn đầu t tăng.
Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn.
Phơng án 2
Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc , 2 bộ máyphát- máybiến áp ghép vào thanh cái trung áp.
H T Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
NhËn xÐt: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu t giảm ,vẫn đảm bảo tin cậy cung cấp điện.
Nhợc điểm: Số lợng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công suất thừa bên trung truyền vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất.
Phơng án 3
Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu Phía trung đợc cung cấp bởi cuộn trung của máy biến áp liên lạc.
NhËn xÐt : Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản ít chủng loại máy biến áp nhất ,vốn đầu t nhỏ hơn so với các phơng án đã vạch ra.
Nhợc điểm : Độ tin cậy cung cấp điện không cao , khi một máy biến áp sự cố thì nhà máy mất một nửa công suất phát, dòng ngắn mạch lớn hơn.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Từ các nhận xét ở các phơng án về cả vấn đề kinh tế và kĩ thuật ta thấy ph- ơng án 1 và phơng án 2 là hợp lý hơn cả nên giữ lại để so sánh về mặt kinh tế để đa ra phơng án tối u nhất
Chọn máy biến áp và tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng cho các phơng án
Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện , tổng công suất các máy biến áp rất lớn bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Vì vậy vốn đầu t cho máy biến áp cũng rất nhiều Ngời ta mong muốn chọn số lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ
Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số l- ợng công suất định mức và hệ số biến áp
Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máy biến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi trờng làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó
Ngời ta quy định thời gian làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thời gian già hoá tiêu chuẩn Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp đợc xác định bởi quá trình già hoá cách điện cuộn dây, nói khác đi nó phụ thuộc vào nhiệt độ cuộn dây Đối với giấy cách điện tẩm dầu thời gian làm việc định mức đợc đảm bảo khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi và bằng 98 0 C Bởi vậy máy biến áp có thời gian làm việc định mức ứng vời trờng hợp nhiệt độ cao nhất của cuộn dây không thay đổi và bằng 98 0 C.
Trong điều kiện nh vậy cách điện của máy biến áp chịu sự hao mòn định mức Độ tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt độ không khí xung quanh phụ thuộc vào công suất phụ tải.
Công suất định mức của máy biến áp đợc quyết định phù hợp với độ tăng nhiệt độ định mức cuộn dây so với nhiệt độ không khí Mặt khác khi chọn công
H T suất định mức của máy biến áp còn phải tính đến khả năng quá tải của chúng : quá tải thờng xuyên và quá tải sự cố.
Quá tải thờng xuyên của máy biến áp là một phần thời gian làm việc phụ tải của máy biến áp vợt quá công suất định mức của chúng , phần thời gian còn lại của chu kì khảo sát (ngày , năm ) phụ tải của máy biến áp thấp hơn công suất định mức của chúng
Quá tải sự cố là sự cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện sự cố mà không gây h hỏng chúng
Máy biến áp đợc chọn phải đảm khả năng tải hết công suất phát từ nhà máy , đồng thời khi một máy một máy biến áp ngừng làm việc thì các máy biến áp còn lại vẫn phải cung cấp đủ công suất cần thiết cho phụ tải Để chọn máy biến áp cho các phơng án ta dựa vào sơ đồ nối dây đã thiết kế ở chơng 2 để biết đợc số lợng và cách mắc các máy biến áp , từ đó tiến hành chọn chủng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy biến áp
Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ MF- MBA thì công suất đợc chọn theo công thức sau:
SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp
SdmF : Là công suất định mức của máy phát
Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức đợc chọn theo biểu thức:
: Là hệ số có lợi của máy biến áp α = U C −U T
220 =0,5 ở đây khi chọn máy biến áp cho các phơng án ta giả thiết rằng các máy biến áp đã đợc chế tạo tại nơi lắp đặt nên không hiệu chỉnh lại công suất định mức của nó theo nhiệt độ nữa
Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tra lại khả năng tải của máy biến áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãn hay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức của máy biến áp.
3.1.1 Chọn máy biến áp cho phơng án 1
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
B 1 B 2 B 3 B 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
0,8 u(MVA) Chọn máy biến áp loại : ТДЦ -80
Có các thông số kĩ thuật:
Theo điều kiện : S dmB ≥S dmF u(MVA)
Chọn máy biến áp loại : ТДЦ -80
Có các thông số kĩ thuật :
Chọn máy biến áp tự ngẫu B2,B3
Chọn theo điều kiện sau: α S DMB ≥S dmF α= U C −U T
: hệ số có lợi VËy
Ta chọn MBA tự ngẫu có kiểu AT д ЦTH-160 với các thông số kỹ thuật sau:
PN KW UN% IN% Giá
A KV KV KV KW C-T C-H T-H C-T C-H T-H 10 6 vn®
* Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố :
Xét sự cố nguy hiểm nhất : Lúc phụ tải trung áp lớn nhất xảy ra sự cố hỏng một máy biến áp
Trong tình trạng đó thì các máy biến áp còn lại phải thoả mãn :
Cuộn cao và cuộn chung của máy biến áp liên lạc không bị qúa tải
Cuộn cao không cần kiểm tra quá tải vì phía cao đã có hệ thống với lợng dự trữ rất lớn cung cấp cho phụ tải điện áp cao nên cuộn cao không bao giờ bị qúa tải
Do vậy ta chỉ cần kiểm tra quá tải cho cuộn chung
-Xét khi hỏng một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung áp.
Khi đó công suất lớn nhất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :
2 ⋅ 125 b,5 ( MVA ) Cuộn chung có công suất định mức là :
Nh vậy cuộn chung không bị quá tải
- Xét khi hỏng một máy biến áp liên lạc :
Công suất lớn nhất truyền qua cuộn chung lúc này là:
Nh vậy cuộn chung không bị quá tải
Công suất bên cao không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống :
Ta thấy công suất phát về hệ thông lớn nhất lúc bình thờng là:
SHT = 171,35 (MVA) mà SdtHT = 0,13.2400 = 312 (MVA) , nên lợng công suất phát về hệ thống thiếu so với lúc bình thờng chắc chắn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Nên điều kiện này luôn thoả mãn không cần kiểm tra
3.1.2 Phân bố công suất,Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp a.Phân bố công suất trong máy biến áp. a Phân bố công suất trong máy biến áp B1,B2 : Đối với hai bộ máy phát - máy biến áp u tiên phát công suất bằng phẳng:
SB1 = SB4 = SDMF - STD= 75 - 6 = 69 MVA
Phần còn lại thay đổi giao cho 02 máy biến áp tự ngẫu đảm nhiệm.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện b Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc:
- Công suất truyền qua cuộn cao :
SHT (t) : công suất phát vào hệ thống theo thời gian.
SC (t) : công suất truyền qua cuộn nối tiếp của MBA tự ngẫu theo thời gian
- Công suất truyền qua cấp trung :
ST (t) : Công suất truyền qua cuộn trung theo thời gian
SB4 : Công suất của MBA B4 cho phụ tải trung áp
- Công suất truyền qua cuộn hạ :
- Từ đó ta có bảng kết quả tính toán sau: Bảng 2.3 t(h) 0 4 4 6 6 8 810 101
SH-B 20.0 20.0 17.49 37.78 38.14 51.94 60.42 60.43 26.75 b.Tính toán tổn thất trong MBA a Tổn thất điện năng trong một MBA ba pha 2 dây quấn B 1 và B 4
Ta xác định theo công thức : ΔAA= ΔAP KT T + ΔAP N S 2 MAX
Trong đó PKT là tổn thất không tải, PN là tổn thất ngắn mạch SMAX SĐMF - STD = 69 là công suất tải qua máy biến áp bằng phẳng suốt cả năm tính cho T= 8760 h SĐM là công suất định mức máy biến áp
Kết hợp các trị số đã có trong Bảng 2.1 và 2.2
Với máy biến áp B4: b.Tổn thất trong máy biến áp liên lạc B 2 , B 3 , Đợc xác định theo công thức : ΔAA= ΔAP KT T +365 ∑ [ ΔAP N −C S S 2 dm iC 2 + ΔAP N −T S S dm 2 iT 2 +ΔAP N−H S S i−H 2 2 dm ] t i
PKT : tổn thất không tải
SiC , SiT , SiH : công suất tải qua cuộn cao , trung và hạ của MBA.
PN-C , PN-T , PN-H :Tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn d©y nèi tiÕp. ΔAA B1 8760+ 320 69 2
Chọn máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện , tổng công suất các máy biến áp rất lớn bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Vì vậy vốn đầu t cho máy biến áp cũng rất nhiều Ngời ta mong muốn chọn số lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ
Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số l- ợng công suất định mức và hệ số biến áp
Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máy biến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi trờng làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó
Ngời ta quy định thời gian làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thời gian già hoá tiêu chuẩn Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp đợc xác định bởi quá trình già hoá cách điện cuộn dây, nói khác đi nó phụ thuộc vào nhiệt độ cuộn dây Đối với giấy cách điện tẩm dầu thời gian làm việc định mức đợc đảm bảo khi làm việc với nhiệt độ không thay đổi và bằng 98 0 C Bởi vậy máy biến áp có thời gian làm việc định mức ứng vời trờng hợp nhiệt độ cao nhất của cuộn dây không thay đổi và bằng 98 0 C.
Trong điều kiện nh vậy cách điện của máy biến áp chịu sự hao mòn định mức Độ tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt độ không khí xung quanh phụ thuộc vào công suất phụ tải.
Công suất định mức của máy biến áp đợc quyết định phù hợp với độ tăng nhiệt độ định mức cuộn dây so với nhiệt độ không khí Mặt khác khi chọn công
H T suất định mức của máy biến áp còn phải tính đến khả năng quá tải của chúng : quá tải thờng xuyên và quá tải sự cố.
Quá tải thờng xuyên của máy biến áp là một phần thời gian làm việc phụ tải của máy biến áp vợt quá công suất định mức của chúng , phần thời gian còn lại của chu kì khảo sát (ngày , năm ) phụ tải của máy biến áp thấp hơn công suất định mức của chúng
Quá tải sự cố là sự cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện sự cố mà không gây h hỏng chúng
Máy biến áp đợc chọn phải đảm khả năng tải hết công suất phát từ nhà máy , đồng thời khi một máy một máy biến áp ngừng làm việc thì các máy biến áp còn lại vẫn phải cung cấp đủ công suất cần thiết cho phụ tải Để chọn máy biến áp cho các phơng án ta dựa vào sơ đồ nối dây đã thiết kế ở chơng 2 để biết đợc số lợng và cách mắc các máy biến áp , từ đó tiến hành chọn chủng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy biến áp
Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ MF- MBA thì công suất đợc chọn theo công thức sau:
SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp
SdmF : Là công suất định mức của máy phát
Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức đợc chọn theo biểu thức:
: Là hệ số có lợi của máy biến áp α = U C −U T
220 =0,5 ở đây khi chọn máy biến áp cho các phơng án ta giả thiết rằng các máy biến áp đã đợc chế tạo tại nơi lắp đặt nên không hiệu chỉnh lại công suất định mức của nó theo nhiệt độ nữa
Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tra lại khả năng tải của máy biến áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãn hay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức của máy biến áp.
3.1.1 Chọn máy biến áp cho phơng án 1
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
B 1 B 2 B 3 B 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
0,8 u(MVA) Chọn máy biến áp loại : ТДЦ -80
Có các thông số kĩ thuật:
Theo điều kiện : S dmB ≥S dmF u(MVA)
Chọn máy biến áp loại : ТДЦ -80
Có các thông số kĩ thuật :
Chọn máy biến áp tự ngẫu B2,B3
Chọn theo điều kiện sau: α S DMB ≥S dmF α= U C −U T
: hệ số có lợi VËy
Ta chọn MBA tự ngẫu có kiểu AT д ЦTH-160 với các thông số kỹ thuật sau:
PN KW UN% IN% Giá
A KV KV KV KW C-T C-H T-H C-T C-H T-H 10 6 vn®
* Kiểm tra các máy biến áp khi sự cố :
Xét sự cố nguy hiểm nhất : Lúc phụ tải trung áp lớn nhất xảy ra sự cố hỏng một máy biến áp
Trong tình trạng đó thì các máy biến áp còn lại phải thoả mãn :
Cuộn cao và cuộn chung của máy biến áp liên lạc không bị qúa tải
Cuộn cao không cần kiểm tra quá tải vì phía cao đã có hệ thống với lợng dự trữ rất lớn cung cấp cho phụ tải điện áp cao nên cuộn cao không bao giờ bị qúa tải
Do vậy ta chỉ cần kiểm tra quá tải cho cuộn chung
-Xét khi hỏng một bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung áp.
Khi đó công suất lớn nhất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :
2 ⋅ 125 b,5 ( MVA ) Cuộn chung có công suất định mức là :
Nh vậy cuộn chung không bị quá tải
- Xét khi hỏng một máy biến áp liên lạc :
Công suất lớn nhất truyền qua cuộn chung lúc này là:
Nh vậy cuộn chung không bị quá tải
Công suất bên cao không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống :
Ta thấy công suất phát về hệ thông lớn nhất lúc bình thờng là:
SHT = 171,35 (MVA) mà SdtHT = 0,13.2400 = 312 (MVA) , nên lợng công suất phát về hệ thống thiếu so với lúc bình thờng chắc chắn nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Nên điều kiện này luôn thoả mãn không cần kiểm tra
3.1.2 Phân bố công suất,Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp a.Phân bố công suất trong máy biến áp. a Phân bố công suất trong máy biến áp B1,B2 : Đối với hai bộ máy phát - máy biến áp u tiên phát công suất bằng phẳng:
SB1 = SB4 = SDMF - STD= 75 - 6 = 69 MVA
Phần còn lại thay đổi giao cho 02 máy biến áp tự ngẫu đảm nhiệm.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện b Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc:
- Công suất truyền qua cuộn cao :
SHT (t) : công suất phát vào hệ thống theo thời gian.
SC (t) : công suất truyền qua cuộn nối tiếp của MBA tự ngẫu theo thời gian
- Công suất truyền qua cấp trung :
ST (t) : Công suất truyền qua cuộn trung theo thời gian
SB4 : Công suất của MBA B4 cho phụ tải trung áp
- Công suất truyền qua cuộn hạ :
- Từ đó ta có bảng kết quả tính toán sau: Bảng 2.3 t(h) 0 4 4 6 6 8 810 101
SH-B 20.0 20.0 17.49 37.78 38.14 51.94 60.42 60.43 26.75 b.Tính toán tổn thất trong MBA a Tổn thất điện năng trong một MBA ba pha 2 dây quấn B 1 và B 4
Ta xác định theo công thức : ΔAA= ΔAP KT T + ΔAP N S 2 MAX
Trong đó PKT là tổn thất không tải, PN là tổn thất ngắn mạch SMAX SĐMF - STD = 69 là công suất tải qua máy biến áp bằng phẳng suốt cả năm tính cho T= 8760 h SĐM là công suất định mức máy biến áp
Kết hợp các trị số đã có trong Bảng 2.1 và 2.2
Với máy biến áp B4: b.Tổn thất trong máy biến áp liên lạc B 2 , B 3 , Đợc xác định theo công thức : ΔAA= ΔAP KT T +365 ∑ [ ΔAP N −C S S 2 dm iC 2 + ΔAP N −T S S dm 2 iT 2 +ΔAP N−H S S i−H 2 2 dm ] t i
PKT : tổn thất không tải
SiC , SiT , SiH : công suất tải qua cuộn cao , trung và hạ của MBA.
PN-C , PN-T , PN-H :Tổn thất công suất ngắn mạch trong các cuộn d©y nèi tiÕp. ΔAA B1 8760+ 320 69 2
Qua tính toán ta đợc kết quả tổn thất trong các cuộn dây nh sau. ΔAP N −C = 0,5 ( ΔAP N −C−T + ΔAP N α −C−H 2 − ΔAP N −T −H α 2 ) = 190 KW ΔAP N −T =0,5 ( ΔAP N−C−T + ΔAP N−T−H α 2 − ΔAP N−C −H α 2 ) = 190 KW ΔAP N −H =0,5 ( ΔAP N−C−H α 2 + ΔAP N −T −H α 2 −ΔAP N −C−T ) = 570KW
Thay thế vào công thức trên tính cho một máy biến áp ta đợc kết quả sau:
Vậy tổng tổn thất điện năng ở phơng án một là:
3.1.3 Chọn máy biến áp cho phơng án 2
Chọn máy biến áp hai dây quấn B3 , B4
Theo điều kiện : S dmB ≥ S dmF = 75 MVA
Có các thông số kĩ thuật:
Sđm Điện áp (KV) Giá
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Chọn máy biến áp liên lạc B1 , B2
Chọn theo điều kiện sau: α.S DMB ≥S th α= U C −U T
: hệ số có lợi VËy
Chọn máy biến áp loại : АТДЦТΗ -160
Có các thông số kĩ thuật :
Sdm UC U T U H P0 PN KW UN% IN% Giá
KV KV KV KW C-T C-H T-H C-T C-H T-H 10 6 vn®
* Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp :
Tơng tự nh phơng án ta cũng chỉ kiểm tra quá tải cho máy biến áp tự ngẫu
- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp hai dây quấn bên trung:
Với phụ tải trung lớn nhất thì công suất truyền qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là :
Công suất định mức của cuộn chung :Sch = SdmTN = 0,5 160 = 80 (MVA)
Sch < Sdmch , nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
- Xét hỏng 1 bộ máy biến áp tự ngẫu :
+ Công suất lớn nhất mà cuộn chung cần tải khi STmax là :
S ch =S Tmax −∑ S BT=S Tmax −2.(S dmF −S TDmax
Ta thấy trong trờng hợp này máy biến áp tự ngẫu vẫn nhận công suất từ bên trung áp
+ Công suất lớn nhất mà cuộn chung cần tải khi STmin là :
- Công suất phía 110kV nhận đợc do 2 máy biến áp B3 và B4 cung cấp là:
S ch =S Tmin −∑ S BT=S Tmin −2.(S dmF −S TDmax
Công suất định mức của cuộn chung :Sch = SdmTN = 0,5 160 = 80 (MVA)
Sch < Sdmch , nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
Tơng tự nh phơng án 1 ta cũng không cần kiểm tra điều kiện công suất thiếu bên cao không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống
3.1.4 Phân bố công suất,Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp a.Phân bố công suất trong máy biến áp. a Phân bố công suất trong máy biến áp B3,B4 : Đối với hai bộ máy phát - máy biến áp u tiên phát công suất bằng phẳng:
SB3 = SB4 = SDMF - STD= 75 - 6 = 69 MVA
Phần còn lại thay đổi giao cho 02 máy biến áp tự ngẫu đảm nhiệm. b Phân bố công suất cho máy biến áp liên lạc:
- Công suất truyền qua cuộn cao :
SHT (t) : công suất phát vào hệ thống theo thời gian.
SC (t) : công suất truyền qua cuộn nối tiếp của MBA tự ngẫu theo thời gian
- Công suất truyền qua cấp trung :
ST (t) : Công suất truyền qua cuộn trung theo thời gian
SB4 : Công suất của MBA cho phụ tải trung áp
- Công suất truyền qua cuộn hạ :
- Từ đó ta có bảng kết quả tính toán sau: Bảng 2.3 t(h) 0 4 4 6 6 8 810 101
SH-B 20.0 20.0 17.49 37.78 38.14 51.94 60.42 60.43 26.75 b.Tính toán tổn thất trong MBA a Tổn thất điện năng trong một MBA ba pha 2 dây quấn B 3 và B 4
Ta xác định theo công thức : ΔAA= ΔAP KT T + ΔAP N S 2 MAX
Phân bố công suất cho các máy biến áp
Tính toán ngắn mạch- chọn máy cắt điện
Tính toán ngắn mạch
Các khí cụ điện không những đợc chọn theo điều kiện làm việc bình thờng mà còn phải thoả mãn các điều kiện khi ngắn mạch Vì vậy ta phải tính toán ngắn mạch để từ đó chọn đợc khí cụ điện phù hợp
Theo quy trình thiết bị điện của Liên Xô thì sự ổn định của các khí cụ điện cần kiểm tra theo điều kiện ngắn mạch ba pha N (3) Bởi vì dòng ngắn mạch ba pha là dòng là dòng lớn nhất , chỉ trong trờng hợp khi ngắn mạch 1 pha ở mạng trung tính nối đất thì dòng ngắn mạch 1 pha có thể lớn hơn dòng ngắn mạch 3 pha , khi đó ta thực hiện điều chỉnh tách trung tính của 1 số máy biến áp cho không nối đất để giảm dòng ngắn mạch 1 pha IN (1) , thờng giữ dòng IN (1) gần bằng dòng ngắn mạch IN (3)
Ngoài ra mức độ khó khăn khi cắt ngắn mạch điện khi có ngắn mạch không phải chỉ trị số dòng ngắn mạch quyết định mà còn do trị số điện áp phục hồi trên đầu tiếp điểm của máy cắt điện , điện áp phục hồi khi ngắn mạch ba pha có thể bằng hoặc lớn hơn so với điện áp phục hồi khi ngắn mạch một pha.
Do đây là quá trình thiết kế sơ bộ cho nên ta có thể dùng phơng pháp gần đúng để tính toán ngắn mạch đó là phơng pháp đờng cong tính toán
Ta cần phải xác định rõ điểm ngắn mạch nặng nề nhất cho các mạch ở các cấp điện áp , đấy là điểm mà khi ngắn mạch dòng ngắn mạch qua nó là lớn nhất
Chọn điểm ngắn mạch
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
N 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Ta chọn 5 điểm ngắn mạch nh hình vẽ
Điểm ngắn mạch N1 Để chọn khí cụ điện cho cấp điện áp 220KV Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống
Điểm ngắn mạch N2 Để chọn khí cụ điện cho cấp điện áp 110KV Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống
Điểm ngắn mạch N3 , N3’ Để chọn khí cụ điện cho cho mạch máy phát điện Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 chỉ có máy phát F3 cung cấp , còn nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3’ là tất cả các máy phát của nhà máy (trừ máy phát F3) và hệ thống
Điểm ngắn mạch N4 Để chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống
- Khi chọn khí cụ điện cho mạch máy phát ta phải so sánh ta phải so sánh IN3 và
IN3’ , lấy dòng lớn hơn để chọn khí cụ điện
- Điểm ngắn mạch tại N4 có thể tính đợc dòng điện ngắn mạch qua công thức
Sơ đồ thay thế và tính điện kháng cho các phần tử
Thực hiện tính toán trong hệ đơn vị tơng đối cơ bản :
Scb = 100(MVA) , Ucb = Utb ở các cấp điện áp
X F1 = X F2 = X F3 =X F4 = X F = X d } } cdot { {S rSub { size 8{cb} } } over {S rSub { size 8{dmF} } } } ``=`0,146` cdot ` { {100} over {75} } `=`0,195} {¿¿ ¿
Điện kháng của hệ thống :
Điện kháng đờng dây Điện kháng trên không thờng lấy : x0 = 0,4 (/km)
Điện kháng máy biến áp B1
Điện kháng máy biến áp B4
Điện kháng máy biến áp tự ngẫu
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 1
+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế :
Do XT = 0 nên có thể chập 2 đờng dây nối từ máy biến áp tự ngẫu sang thanh gãp 110KV víi nhau
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
X 0,051 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
+ Biến đổi tiếp : Ghép (X4 với X6) ; (X5 với X7)
- Điện kháng tính toán về phía hệ thống :
Tra đờng cong tính toán ta có :
Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống là :
- Điện kháng tính toán phía nhà máy :
Tra đờng cong tính toán ta có :
K0 = 2,3 ; K∞ = 2,1 Dòng ngắn mạch phía nhà máy là :
Dòng ngắn mạch tổng tại N1 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N1 : iN1XK = √ 2 kXK IN1(0) = √ 2 1,8 6,913 = 17,598 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 2
+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế :
Các giá trị điện kháng trên sơ đồ có đợc nh đối với điểm ngắn mạch N1 , và tơng tự điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ biến đổi :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
N 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
+ Biến đổi tiếp : Ghép X8 và X10 ; chuyển Y (X1 , X2 , X9 ) thành ∆ hở
- Điện kháng tính toán phía hệ thống :
Tra đờng cong tính toán ta có :
Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống là :
- Điện kháng tính toán phía nhà máy :
Tra đờng cong tính toán ta có :
K0 =2,85 ; K∞ = 2,15 Dòng ngắn mạch phía nhà máy là :
√ 3 115 = 3 ,238 ( KA ) Dòng ngắn mạch tổng tại N2 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N1 iN1XK = √ 2 kXK IN2(0) = √ 2 1,8 8,81 = 22,427 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 3
Tra đờng cong tính toán ta có
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
’ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Dòng ngắn mạch tại N3 là :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N3 iN3XK = √ 2 kXK IN3(0) = √ 2 1,8 28,868 = 73,486 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 3 ’
+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế : So với điểm ngắn mạch N1 ta chỉ thay
+ Biến đổi tiếp : Ghép X4 với X6 ; X5 với X8
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
T N 1 N 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
- Điện kháng tính toán phía hệ thống :
Nên dòng ngắn mạch về phía hệ thống xem nh không đổi trong thời gian ngắn mạch:
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
Tra đờng cong tính toán ta có
Dòng ngắn mạch về phía nhà máy :
√ 3 10 , 5 =6 , 928( KA ) Dòng ngắn mạch tổng tại N3 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N3’ iN3’XK = √ 2 kXK IN3’(0) = √ 2 1,8 15,465 = 39,367 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 4
IN4(∞) = IN3(∞) + IN3’(∞) = 11,346 + 15,989 = 27,335 (KA) iXKN4 = iXKN3 + iXKN3’ = 73,486 + 39,367 = 112,853 (KA)
XH 0,29B2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Tơng tự phơng án ta cũng xét 5 điểm ngắn mạch nh trên.
2 Sơ đồ thay thế và tính điện kháng cho các phần tử
* Tính điện kháng cho các phần tử trong hệ đơn vị tơng đối có :
Ucb = Utb ở các cấp điện áp
Tính toán tơng tự phơng án 1 ta có :
XF1 = XF2 = XF3 = XF4 = XF = 0,195
Điện kháng máy biến áp B4
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
N 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Điện kháng máy biến áp tự ngẫu : tơng tự phơng án I ta có
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 1
+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế : Do XT = 0 nên đờng dây nối sang phía trung đợc chập lại với nhau
+ Biến đổi sơ đồ : Ghép X4 với X5 ; X6 với X7 ; X2 với X3
+ Biến đổi tiếp sơ đồ : Ghép X9 , X10 , X8
- Điện kháng tính toán phía hệ thống
Tra đờng cong tính toán ta có :
Dòng điện ngắn mạch phía hệ thống là :
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
Tra đờng cong tính toán ta có :
K0 = 2,4 ; K∞ = 1,92 Dòng ngắn mạch phía nhà máy là :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
N 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Dòng ngắn mạch tổng tại N1 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N1 : iN1XK = √ 2 kXK IN1(0) = √ 2 1,8 6,988 = 17,789 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 2
Tơng tự điểm ngắn mạch N1 ta có sơ đồ biến đổi
+ Biến đổi tiếp : Ghép X1 với X8 ; X9 với X10
- Điện kháng tính toán phía hệ thống :
Tra đờng cong tính toán ta có :
Dòng ngắn mạch về phía hệ thống
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
Tra đờng cong tính toán ta có:
K0 = 3,55 ; K∞ = 2,31 Dòng ngắn mạch phía nhà máy là :
Dòng ngắn mạch tổng tại N2 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N2 : iN2XK = √ 2 kXK IN2(0) = √ 2 1,8 10,287 = 26,186 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 3
Do chỉ có máy phát F2 cung cấp nên ta dễ dàng xác định đợc dòng ngắn mạch tơng tự nh xác định IN3 trong phơng án 1 :
IN3(0) = 28,868 (KA) ; IN3(∞) = 11,346 (KA) ; iXKN3 = 73,486 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 3 ’
+ Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế:
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
X1 0,7512 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Tất cả các điện kháng trên sơ đồ không thay đổi so với lúc tính tính ngắn mạch tại N1 , chỉ có X5 đợc tính lại là : X5 = XH = 0,29
+ Biến đổi tiếp : Ghép X1 ,X2 ,X3 và X5 với X6
- Điện kháng tính toán phía hệ thống :
Nên dòng điện ngắn mạch coi nh không thay đổi trong thời gian ngăn mạch và đợc tính :
- Điện kháng tính toán phía nhà máy:
Tra đờng cong tính toán ta có
Dòng ngắn mạch về phía nhà máy :
Dòng ngắn mạch tổng tại N3 :
Dòng điện ngắn mạch xung kích tại N3’ iN3’XK = √ 2 kXK IN3’(0) = √ 2 1,8 16,345 = 41,608 (KA)
Điểm ngắn mạch Niểm ngắn mạch N 4
IN4(∞) = IN3(∞) + IN3’(∞) = 11,346 + 16,407 = 27,753 (KA) iXKN4 = iXKN3 + iXKN3’ = 73,486 + 41,608 = 115,166 (KA)
Bảng tổng kết kết quả tính toán ngắn mạch cho phơng án 2
Bảng tổng kết dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
CÊp điện áp Điểm ngắn mạch Niển
NM Phơng án I Phơng án II
(kV) I”0 (kA) I (kA) Ixk (kA) I”0 (kA) I (kA) Ixk (kA)
Khi thực hiện tính toán kinh tế cho phơng án thì vốn đầu t cho phơng án cho thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào loại máy cắt mà thiết bị phân phối sử dụng.
Vì vậy ta phải chọn rõ loại máy cắt cho từng mạch ở các phơng án
* Máy cắt điện đơc chọn theo các điều kiện sau :
1 Dựa vào cấp điện áp , yêu cầu của phụ tải , số lợng máy cắt
Trên cùng một cấp điện áp nên chọn cùng một loại máy cắt , riêng ở cấp điện áp máy phát thì các máy cắt đờng dây có thể chọn một loại , các máy cắt trên mạch máy phát điện , máy biến áp , mạch phân đoạn , mạch máy biến áp tự dùng nên chọn cùng loại Nếu cấp điện áp cao sử dụng máy cắt không khí thì nên cố gắng sử dụng số máy cắt không khí nhiều nhất có thể vì nh thế vốn đầu t phụ không tăng nhiều và có thể tận dụng đợc đợc máy nén khí
5 ổn định động : ilđđ ¿ ixk
6.Điều kiện cắt : Icắt MC ¿ I’’
Các máy cắt có Iđm ¿ 1000(A) thờng có khả năng ổn định nhiệt cao Vì vậy ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt với các máy cắt này
4.2.1 Chọn máy cắt cho phơng án 1
Tính dòng làm việc cỡng bức
Xét cấp điện áp cao 220KV
√ 3 220 = 0, 45( KA ) + Bé MF-MBA Đợc xác định theo dòng làm việc cỡng bức của máy phát điện
√ 3 220 = 0 , 207 (KA ) + Mạch máy biến áp liên lạc
Ta thấy STNmax C = 51,18(MVA) < SHTmax = 149,63 (MVA) Do đó dòng c- ỡng bức qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu cũng luôn nhỏ hơn IcbD
Vậy dòng điện cỡng bức của cấp điện áp cao 220KV là :
Icb = max( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 0,45 (KA)
Xét cho cấp điện áp 110KV
Phụ tải trung gồm các đờng dây : 1 kép + 4 đơn , nên mỗi đờng tải công suất là :
Dòng cỡng bức đợc xác định dựa vào dòng làm việc cỡng bức của máy phát điện
+ Mạch máy biến áp liên lạc :
Công suất qua máy biến áp liên lạc lớn nhất khi sự cố một máy biến áp liên lạc và máy biến áp còn lại tải toàn bộ công suất truyền qua phía trung
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Vậy dòng làm việc cỡng bức ở cấp điện áp 110KV là :
Icb = max ( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 0,414 (KA)
Xét cấp điện áp 10,5KV:
Dòng cỡng bức ở cấp này chính là dòng cỡng bức của máy phát :
Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phơng án 1
Các máy cắt đã chọn có Idm > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
4.2.2 Chọn máy cắt cho phơng án 2
1.Tính dòng điện làm việc cỡng bức
Xét cấp điện áp 220KV:
Mạch đờng dây có công suất lớn nhất là SHTmax = 171,35 (MVA)
Mạch máy biến áp liên lạc có công suất lớn nhất là :
Vậy dòng cỡng bức ở cấp này là :
√ 3 220 = 0 , 45 ( KA ) Xét cấp điện áp 110KV:
+ Tơng tự nh ở phơng án 1 thì dòng cỡng bức ở mạch đờng dây và mạch bộ MF-MBA cũng là :
+ Mạch máy biến áp liên lạc :
Nh đã tính toán ở chơng 3 thì công suất lớn nhất mà một máy biến áp liên lạc phải nhận từ phía trung áp là lúc hỏng 1 bộ MF-MBA tự ngẫu khi STmin
Khi đó công suất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu nhận đợc do 2 máy biến áp B3 và B4 cung cấp là:
S ch =S Tmin −∑ S BT=S Tmin −2.(S dmF −S TDmax
Dòng cỡng bức ở mạch này :
Vậy dòng cỡng bức ở cấp điện áp này :
Icb = max ( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 0,414 (KA)
Xét cấp điện áp 10,5KV:
Dòng cỡng bức ở cấp này chính là dòng cỡng bức của máy phát :
Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phơng án 2
Các máy cắt đã chọn có Idm > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Tính toán kinh tế xác định phơng án tối u
Phơng pháp tính toán
Để so sánh chỉ tiêu kinh tế giữa các phơng án ta chỉ cần so sánh phần khác nhau giữa các phơng án
Phơng án đợc gọi là kinh tế nhất nếu chi phi tính toán C là nhỏ nhất
Ci = Pi + adm.Vi + Yi
V : Là vốn đầu t cho phơng án adm : Là hệ số định mức của hiệu quả kinh tế , đối với tính toán trong ngành năng lợng ta lấy adm = 0,15.
Y :Thiệt hại do mất điện
P : phí tổn vận hành hàng năm i : Số thứ tự của phơng án
1 Vốn đầu t cho thiết bị : Đó là vốn bỏ ra mua máy biến áp , tiền chuyên chở xây dựng Đối với thiết bị phân phối thì tiền chi phí để xây dựng đợc dựa vào số mạch của thiết bị phân phối ứng với các áp điện áp tơng ứng , chủ yếu do máy cắt quyết định
Nh vậy vốn đầu t của một phơng án đợc xác định nh sau:
VB : Là vốn đầu t cho máy biến áp đợc xác định theo công thức sau
V B : Là tiền mua máy biến áp kB : Hệ số tính đến chuyên chở và xây lắp máy biến áp
VTBPP : Vốn đầu t xây dựng thiết bị phân phối , đợc tính nh sau :
VTBPP = n1 VTBPP1 + n2 VTBPP2 + …v.v.…v.v n1 , n2 …v.v.…v.v : Số mạch của thiết bị phân phối ứng vơí cấp điện áp U1 , U2…v.v.…v.v
VTBPP1 , VTBPP2 …v.v.…v.v : Giá thành mỗi mạch của thiết bị phân phối tơng ứng với mỗi cấp điện áp U1
2 Phí tổn vận hành hàng năm của phơng án
4 2 Đợc xác định theo công thức sau :
Pk : Là tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sữa chữa lớn
- V : Là vốn đầu t của phơng án
- a : Là phần trăm định mức khấu hao
Pp : Là chi phí sửa chữa phục vụ thiết bị ( sửa chữa thờng xuyên , tiền lơng ) Thực tế chi phí này rất nhỏ so với tổng chi phi phí sản xuất mặt khác nó cũng khác nhau ít giữa các phơng án so sánh Vì vậy khi đánh giá hiệu quả kinh tế của các phơng án ta có thể bỏ qua chi phí này
Pt : Là chi phí do tổn thất điện năng của phơng án
- : Là giá 1KWh điện năng ( = 500 VNĐ/KWh ).
- ∆A : Là tổn thất điện năng hàng năm của nhà máy.
5.2.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối
Dựa vào yêu cầu phụ tải , vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng nh đặc điểm quá trình sản xuất điện năng , chế độ làm việc của nhà máy , sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật nh : Tin cậy , linh hoạt , an toàn và chỉ tiêu kinh tế
+ Phía 220KV : Có 3 mạch máy biến áp và 2 đờng dây ta dùng hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc
+ Phía 110KV : Có 3 mạch máy biến áp và 6 mạch đờng dây ta dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng
+ Phía 10,5KV : Không dùng hệ thống thanh góp điện áp máy phát
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
Phơng án 1
B 1 B 2 B 3 B 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
5.2.2 Tính toán kinh tế cho phơng án 1
TÝnh vèn ®Çu t
Vốn đầu t mua máy biến áp :
- Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại АТДТН-360 , giá mỗi máy biến là 19550.10 6 (VNĐ) , kB = 1,3
- Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125ДЦ-125 , có giá là
- Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125ДЦ-125 , có giá là
Vốn đầu t cho thiết bị phân phối :
- Cấp 220KV gồm 6 mạch máy cắt loại BBБ-220-31,5/2000 giá mỗi mạch là : 3750 10 6 (VNĐ)
- Cấp 110KV gồm 12 mạch máy cắt loại
BBБM-110Б-31,5/2000Y1, giá mỗi mạch là : 1500.10 6 (VNĐ)
- Cấp 10,5KV gồm 2 mạch máy cắt loại BB-20-CTC , giá mỗi mạch là 800.10 6 (VNĐ)
Vậy tổng vốn đầu t cho phơng án 1 là :
Tính phí tổn vận hành hàng năm
Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sữa chữa lớn :
100 248.10 6 (VN§) Chí phí do tổn thất điện năng trong các thiết điện :
Pt = β ΔA = 500 16892485 = 8446.10 6 (VN§) Vậy phí tổn vận hành hàng năm :
3.Tính chi phí tính toán
5.3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối
Dựa vào yêu cầu phụ tải , vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng nh đặc điểm quá trình sản xuất điện năng , chế độ làm việc của nhà máy , sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật nh : Tin cậy , linh hoạt , an toàn và chỉ tiêu kinh tế
+ Phía 220KV : Có 2 mạch máy biến áp và 2 đờng dây ta dùng hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc
+ Phía 110KV : Có 4 mạch máy biến áp và 7 mạch đờng dây ta dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng
+ Phía 10,5KV : Không dùng hệ thống thanh góp điện áp máy phát
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
F 1 F 2 F 3 F 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
5.3.2 Tính toán kinh tế cho phơng án
Vốn đầu t mua máy biến áp :
- Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại АТДЦТН-250 , giá mỗi máy biến là 13400.10 6 (VNĐ) , kB = 1,3
- Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125ДЦ-125 , có giá là
Vốn đầu t cho thiết bị phân phối :
- Cấp 220KV gồm 5 mạch máy cắt loại BBБ-220-31,5/2000 , giá mỗi mạch là : 3750 10 6 (VNĐ)
- Cấp 110KV gồm 13 mạch máy cắt loại-110Б-31,5/2000Y1,giá mỗi mạch là : 1500.10 6 (VNĐ)
- Cấp 10,5KV gồm 2 mạch máy cắt loại BB-20-CTC , giá mỗi mạch là 800.10 6 (VNĐ)
Vậy tổng vốn đầu t cho phơng án 2 là :
2 Tính phí tổn vận hành hàng năm
Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sữa chữa lớn :
100 50 10 6 (VN§) Chí phí do tổn thất điện năng trong các thiết bị điện :
Pt = β ΔA = 500 9646914 = 4823.10 6 (VN§) Vậy phí tổn vận hành hàng năm :
3 Tính chi phí tính toán
Tính chi phí tính toán
5.3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối
Dựa vào yêu cầu phụ tải , vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng nh đặc điểm quá trình sản xuất điện năng , chế độ làm việc của nhà máy , sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật nh : Tin cậy , linh hoạt , an toàn và chỉ tiêu kinh tế
+ Phía 220KV : Có 2 mạch máy biến áp và 2 đờng dây ta dùng hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc
+ Phía 110KV : Có 4 mạch máy biến áp và 7 mạch đờng dây ta dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng
+ Phía 10,5KV : Không dùng hệ thống thanh góp điện áp máy phát
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
F 1 F 2 F 3 F 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
5.3.2 Tính toán kinh tế cho phơng án
Vốn đầu t mua máy biến áp :
- Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại АТДЦТН-250 , giá mỗi máy biến là 13400.10 6 (VNĐ) , kB = 1,3
- Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125ДЦ-125 , có giá là
Vốn đầu t cho thiết bị phân phối :
- Cấp 220KV gồm 5 mạch máy cắt loại BBБ-220-31,5/2000 , giá mỗi mạch là : 3750 10 6 (VNĐ)
- Cấp 110KV gồm 13 mạch máy cắt loại-110Б-31,5/2000Y1,giá mỗi mạch là : 1500.10 6 (VNĐ)
- Cấp 10,5KV gồm 2 mạch máy cắt loại BB-20-CTC , giá mỗi mạch là 800.10 6 (VNĐ)
Vậy tổng vốn đầu t cho phơng án 2 là :
2 Tính phí tổn vận hành hàng năm
Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sữa chữa lớn :
100 50 10 6 (VN§) Chí phí do tổn thất điện năng trong các thiết bị điện :
Pt = β ΔA = 500 9646914 = 4823.10 6 (VN§) Vậy phí tổn vận hành hàng năm :
3 Tính chi phí tính toán
5.4 So sánh các chỉ tiêu kinh tế – lựa chọn ph ơng án tối u
Phơng án Tổng vốn đầu t
V(10 6 VNĐ) Phí tổn vận hành
P(10 6 VNĐ/năm) Chi phí tính toán
Ta thấy phơng án 2 kinh tế phơng án 1 , mặt khác độ tin cậy về mặt kĩ thuật cũng tốt hơn Vậy ta chọn phơng án 2 làm sơ đồ nối điện cho nhà máy
Chọn khí cụ điện và dây dẫn 6.1 Chọn dao cách ly
Chọn dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm
Cấp điện áp 220KV , 110KV thờng sử dụng dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm Vì trong nhà máy điện dây dẫn có chiều dài không lớn nên dây dẫn và thanh dẫn đợc chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép.
Dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài nếu có :
Trong đó : I’cp = Icp Khc
- I’cp : Là dòng điện cho phép lâu dài đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ
- Khc : Là hệ số hiệu chỉnh
- θcp : Nhiệt độ cho phép làm việc lâu dài ( θcp = 70 0 C )
- θ0 : Nhiệt độ môi trờng lý tởng (θ0 = 25 0 C )
- θ0’ : Nhiệt độ thực tế tại nơi lắp đặt thiết bị (θ0’= 35 0 C )
Sau khi chọn đợc dây dẫn cần phải kiểm tra lại điều kiện ổn định nhiệt và điều kiện vầng quang
6.2.1 Chọn thanh dẫn cho phía điện áp 220KV
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
0,88 =0,447(KA) Chọn dây AC-185 , có các thông số kĩ thuật :
+ Tiết diện : 187 / 128 mm 2 (Nhôm / Thép)
+ §êng kÝnh : 23,1 / 14,7 mm 2 (D©y dÉn / Lâi thÐp)
Ta thấy Icp = 0,51(A) > 0,594 (A) nên điều kiện phát nóng lâu dài đợc thoả mãn
Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Tơng tự nh khi kiểm tra ổn định nhiệt cho dao cách ly ở cấp điện áp 220KV :
Ta đã tính đợc xung lợng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N1 là
BN = 16,012 = 16,012 (KA 2 s) Để đảm bảo ổn định nhiệt thì dây đẫn mềm chọn đợc phải thoả mãn điều kiện :
Do dùng dây dẫn nhôm nên C = 79 A 2 s
Ta thấy Schọn > Smin nên dây dẫn thoả mãn ổn định nhiệt
Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang
Với Uvq : Là điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang
UđmHT : Là điện áp hệ thống tại nơi lắp đặt dây dẫn
- Xét dây dẫn 3 pha đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều
Trong điều kiện khô ráo , áp suất không khí 750 mmHg và nhiệt độ môi trờng xung quanh là 25 0 C thì điện áp vầng quang đợc xác định theo công thức :
Chọn lại dây AC-300 có các thông số kĩ thuật :
+ Tiết diện : 298 / 204 mm 2 (Nhôm / Thép)
+ §êng kÝnh : 29,2 / 18,6 mm 2 (D©y dÉn / Lâi thÐp)
Vậy điều kiện phát sinh vầng quang đợc thoả mãn.
- Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên một mặt phẳng :
Thì Uvq của 2 pha ngoài tăng lên còn Uvq của pha giữa giảm đi
Uvq pha gi÷a = 0,96 260 = 249,96 (KV) > 220(KV)
Nên điều kiện về vầng quang đợc thoả mãn.
6.2.2 Chọn thanh dẫn , thanh góp 110KV
Chọn dây dẫn nối từ phía trung máy biến áp tự ngẫu đến thanh gãp 110KV
Chọn dây AC-240 có các thông số kĩ thuật :
+ Tiết diện : 241 / 56,3 mm 2 (Nhôm / Thép)
+ §êng kÝnh : 22,4 / 9,6 mm 2 (D©y dÉn / Lâi thÐp)
Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài
Kiểm tra ổn định nhiệt
Xác định xung lợng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N2
Giả sử thời gian tồn tại ngắn mạch là 0,5 (s) , chia khoảng thời gian này thành các khoảng (0 ; 0,1 ) , ( 0,1 ; 0,2 ) , ( 0,2 ; 0,5 )
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Để thoả mãn về điều kiện ổn định nhiệt thì dây dẫn đã chọn phải có :
Dễ thấy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt
Kiểm tra điều kiện vầng quang
Xét trong điều kiện thời tiết khô , p = 1 atm , tmôi trờng = 25 0 C.
- Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều :
Uvq > 110KV nên điều kiện vầng quang đợc thoả mãn.
- Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên một mặt phẳng :
Thì Uvq của 2 pha ngoài tăng lên còn Uvq của pha giữa giảm đi
Uvq pha gi÷a = 0,96 198,72 = 190,77 (KV) > 110(KV)
Nên điều kiện về vầng quang đợc thoả mãn.
Chọn dây dẫn nối từ máy biến áp 2 dây quấn lên thanh góp
0,88 =0,81(KA) Chọn dây AC-400 , có các thông số kĩ thuật :
+ Tiết diện : 400 / 93 mm 2 (Nhôm / Thép)
+ §êng kÝnh : 29,1 / 93 mm 2 (D©y dÉn / Lâi thÐp)
Dễ thấy dây dẫn này thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài, ổn định nhiệt và vầng quang Bởi dây dẫn AC-240 dùng ở mạch máy biến áp liên lạc cũng đã thoả mãn các điều kiện này
Dùng làm thanh dẫn từ máy phát đến máy biến áp Đợc chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép :
0,88 = 7,719 (KA) Dòng điện cho phép lớn (>3000A) nên ta dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài , đồng thời tăng khả năng làm mát
Dùng thanh dẫn đồng có các số liệu kĩ thuật :
Mô men trở kháng (cm 3 ) Mô men quán tính
1 (A) thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh h b c R Wxx Wyy Wy 0y0 Jxx Jyy Jy 0 y 0
Do dây dẫn có Icp = 8850 (A) > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
Kiểm tra ổn định động
+ Kiểm tra ổn định động khi không xét đến dao động
Thanh dẫn thoả mãn điều kiện ổn định động nếu có : σ = σ1 + σ2 ¿ σcp
- σcp : Là ứng suất cho phép , với thanh dẫn đồng σcp = 1400 (kg/cm).
- σ1 : Là ứng suất ngoài do dòng điện các pha tác dụng với nhau
- σ2 : Là ứng suất nội bộ do dòng điện trong các thanh dẫn cùng một pha tác dụng với nhau
Xét khoảng cách giữa 2 sứ đỡ là l = 120 (cm) , khoảng cách giữa các pha là a = 60 (cm)
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
- Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn là :
- Mô men uốn tác dụng lên mỗi nhịp thanh dẫn :
10 S26,08 (KG.cm) -ứng suất xuất hiện trên mỗi thanh dẫn : σ1 M
* Tính ứng suất nội bộ: Để thoả mãn điều kiện ổn định động phải có : σ = σ1 + σ2 ¿ σcp
-Lực tác dụng lên 1(cm) chiều dài thanh dẫn : f2 = 0,51.10 -8 ¿1 h⋅¿ ¿ (ixk) 2 ( khd = 1 ) f2 = 0,51.10 -8 ¿ 1 17,5⋅¿ ¿
(112,29) 2 10 6 (KG/cm) Gọi l2 là khoảng cách giữa 2 miếng đệm , lực tác dụng lên thanh dẫn là :
- Mô men tác dụng lên thanh dẫn :
- ứng suất tác xuất hiện trên thanh dẫn : σ2 M 2
Nh vậy giữa 2 sứ đỡ của 1 nhịp thanh dẫn cần phải đặt thêm 3 miếng đệm thì thanh dẫn mới đảm bảo ổn định động
+ Kiểm tra ổn định động khi có xét đến dao động của thanh dẫn
Tần số dao động riêng của thanh dẫn đợc xác định theo công thức : ω r = 3 , 65 l 2 ⋅ √ E J S y 0 y 0 γ 10 6
- E : Là mô đun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn
- J y 0 y 0 : Là mô men quán tính , J y 0 y 0 = 2190 (cm 4 ).
- S : Là tiết diện ngang của thanh dẫn , S = 2 X 2440 (mm 2 ).
- γ : Là khối lợng riêng của thanh dẫn , γ CU =8,93(g/cm)
- l : Là chiều dài 1 nhịp thanh dẫn , l = 120 (cm).
2.24,4 8,93 Y5,955 (Hz) ω r nằm ngoài khoảng (45-55)Hz và (90-110)Hz , nên thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động của thanh dẫn
Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng
Sứ đợc chọn theo các điều kiện :
- Loại sứ : Chọn theo vị trí đặt
- Điều kiện ổn định động : Ftt’ ¿ 0,6 Fcp
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
K1 K2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Ftt’ : Là lực điện động đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha
Fcp : Là lực tác dụng cho phép của sứ
Ftt : Là lực điện động tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch 3 pha
Hs : Là chiều cao của sứ htd : Là chiều cao của thanh dẫn
Ta chọn sứ đặt trong nhà loại : 0φ-10-2000Y3
Có các thông số kĩ thuật chính :
+ Lực phá hoại cho phép : Fcp = 2000 (KG)
+ Chiều cao sứ : Hs = 134 (mm)
Với thanh dẫn hình máng đã chọn có :
+ Lực tính toán : Ftt = 443,84 (KG)
Ta thấy Ftt’ < 0,6 Fcp Vậy sứ đã chọn thoả mãn
6.4 Chọn khí cụ điện và thanh cáp cho phụ tải địa phơng
Sơ đồ phụ tải địa phơng
Phụ tải địa phơng gồm có 3 đờng dây kép và 4 đờng dây đơn
Cáp đợc chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế :
Ibt : Là dòng làm việc bình thờng qua cáp
Jkt : Là mật độ dòng kinh tế
Ta sử dụng cáp đồng , cách điện bằng giấy, có lõi : Tra bảng có Jkt = 2.
- Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài
K1 = 0,88 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ
K2 = 0,9 : Là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song và khoảng cách giữa chúng.
Ta thấy Ilvmax 9 (A) < 213,84 (A), nên điều kiện phát nóng lâu dài đợc thoả mãn.
- Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố
Ta thấy Icb Ibt = 194,06 (A) nên điều kiện phát nóng lâu dài đợc thoả mãn
Chọn kháng điện cho đờng dây phụ tải địa phơng
Chọn kháng điện cho đờng dây phụ tải địa phơng nhằm hạn chế dòng ngắn mạch ở mạng phụ tải điạ phơng để từ đó có thể chọn đợc thiết bị nhỏ hơn cho phụ tải địa phơng
- Dòng làm việc bình thờng qua kháng :
- Dòng cỡng bức qua kháng ( khi một kháng hỏng )
Khi một kháng hỏng thì các đờng dây nối với kháng đó tạm thời đợc cắt ra , dòng công suất qua kháng còn lại là :
Chọn máy cắt cho mạng địa phơng
Ta phải có : I dmmc ≥I cbK =1,164(KA)
Chọn máy cắt hợp bộ : BMΠ-10-1250
Có các thông số kĩ thuật chính :
Kháng điện đợc chọn nh sau :
Xét một hộ tiêu thụ đợc cung cấp điện từ đầu cực máy phát qua kháng điện có điện kháng XK% cần tìm , rồi qua máy cắt MC1 đã định dòng cắt , tiếp
N 6 đó đến cáp điện lực F1 = 150 (mm 2 ) , rồi đến hộ tiêu thụ có máy cắt MC2 và cáp có tiết diện nhỏ nhất F = 70 (mm 2 ).
+ Chọn kháng loại : PbA-10-1500 , có :
I®mK = 1500 (KA) + Thực hiện tính toán ngắn mạch
Xét 3 điểm ngắn mạnh nh hình vẽ : N4 điểm ngắn mạch trớc kháng ; N5 ,
N6 là 2 điểm ngắn mạch trên 2 đờng cáp
Nh đã tính toán trong 4 : IN4’’= 79,5 (KA)
- Điện kháng của hệ thống đợc tính :
- Điện kháng của đọan cáp 1 : Đoạn cáp 1 là ta xét cho 1 lộ của đờng dây cáp kép , vì đờng dây cáp kép có chiều dài lớn hơn đờng cáp đơn nên điện kháng lớn hơn do đó chọn đợc kháng nhỏ hơn
Ta phải chọn XK của kháng sao cho trong chế độ ngắn mạch thì dòng ngắn mạch nhỏ hơn dòng cắt định mức của máy cắt và đảm bảo ổn định động cho cáp.
I N6 ≤ (I cdm2 ; I nhC2 ) Với Inhs : Là dòng ổn định nhiệt của cáp đợc xác định theo công thức
- C : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn , CCU = 171(A 2 /s).
- tcắt : Là thời gian cắt của máy cắt, bao gồm cả thời gian tác động của bao gồm cả thời gian tác động của rơ le.
Thời gian cắt của máy cắt đầu đờng cáp là tc2 = 0,6 (s).
Thời gian cắt của máy cắt đầu đờng cáp là tc1 = tc2 + Δt = 0,6 + 0,3
Dòng ổn định nhiệt của cáp 1 :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
N 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Dòng ổn định nhiệt của cáp 2 :
Lấy dòng ngắn mạch bằng dòng ổn định nhiệt nhỏ nhất của 2 cáp để tính toán.
Vậy chọn kháng có XK% = 6% đó là kháng : PbA–10–1500–6
* Tính toán kiểm tra lại kháng:
Dòng điện ngắn mạch tại N5 :
Dòng điện ngắn mạch tại N6 :
Nh vậy điều kiện về đóng cắt của máy cắt và điều kiện ổn định nhiệt của cáp đợc thoả mãn.
6.5 Chọn chống sét cho các cấp điện áp
Chống sét đợc chọn theo điện áp định mức
Dùng chống sét van PBC–220 đặt ở thanh góp 220KV và phía cao của máy biến áp tự ngẫu
Dùng chống sét van PBC–110 đặt ở thanh góp 110KV, đờng dây phía trung của máy biến áp tự ngẫu và đờng dây nối từ máy biến áp ghép bộ với máy lên thanh góp trung áp.
Dùng chống sét van PBC–35 đặt ở trung tính của máy biến áp 2 dây quấn bên trung để chống quá áp ở điểm trung tính.
6.6 Chọn máy biến dòng điện (BI) và máy biến điện áp (BU)
6.6.1 Sơ đồ các dụng cụ đo nối vào biến dòng điện và biến điện áp
Máy biến dòng đợc chọn theo điều kiện sau:
+ ổn định động : √ 2 k lld I 1dm ≥i xk
+ ổn định nhiệt : (k nh I 1dm ) 2 t nh ≥B N
Ngoài ra còn phải chú ý đến cấp chính xác, vì mỗi ứng với mỗi cấp chính xác đều có phụ tải thứ cấp nhất định.
Tổng trở thứ cấp của máy biến dòng bao gồm tổng phụ tải của dụng cụ đo và tổng trở của dây dẫn nối từ thứ cấp của máy biến dòng đến dụng cụ đo.
Ta chọn đợc BI qua bảng sau :
Phô tải định Sơ mức cấp Thứ cÊp
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Chọn dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo :
Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải (VA)
Pha A và pha C mang tải nhiều nhất : S = 26 (VA).
Tổng trở dụng cụ đo lờng mắc vào pha A và pha C là:
1,2−1,04 =3,28(A) Chọn dây dẫn đồng có tiết diện F = 4 (mm 2 ).
5.5.3 Chọn máy biến điện áp
Máy biến áp đợc chọn theo các điều kiện sau :
- Cấp chính xác phù hợp với dụng cụ đo.
- Công suất định mức : S2đmBU ¿ S2
Ta chọn đợc BU qua bảng :
Loại BU Uđm (KV) Cấp chính xác
Công suất cực đại (KA)
Công suất định mức Sơ Cờp Thứ cấp (KA)
Chọn dây dẫn từ BU tới các đồng hồ đo lờng ở mạch điện áp máy phát ta dùng 2 BU loại HOM-10 đấu kiểu V/V.
Phụ tải thứ cấp đợc phân đều cho 2 BU
Phụ tải thứ cấp cho trong bảng :
Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải biến điện áp AB
Phụ tải biến điện áp BC
Công tơ phản kháng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62
Biến điện áp AB có phụ tải :
20,64 =0,99 Biến điện áp BC có phụ tải :
Dòng trong dây dẫn 3 pha a,b,c
100 =0,1998(A) Đơn giản coi : Ia = Ic = 0,2 (A) và cosab = cosbc = 1
Nh vậy dòng Ib = √ 3 0,2 = 0,35 ( A ) Điện áp giáng trên pha a và b là : ΔAU = (I a +I b ).r= (I a +I b )⋅ρ l
Giả sử khoảng cách từ biến điện áp đến các đồng hồ là l = 50 (m) Để đơn giản cho tính toán bỏ qua góc lệch giữa Ia và Ib
Vì phụ tải có công tơ nên ΔU = 0,5%
Vậy tiết diện dây dẫn là :
0,5 =0,963 Theo yêu cầu độ bền cơ ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện 1,5 mm 2
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Sơ đồ tự dùng 7.1 Chọn khí cụ điện cho cấp điện áp 6KV
Chọn máy biến áp
Ta phải chọn máy biến áp sao cho nó có thể cung cấp đủ điện năng cho toàn bộ phụ tải tự dùng cực đại , nghĩa là :
Do ta sử dụng 4 phân đoạn tự dùng nên điều kiện trên tơng với :
40,08.470,59=9,41(MVA) Chọn máy biến áp loại ΤДЦ-125ДΗД-20П/600С-10000
Có các thông số kĩ thuật khác :
+ Chọn máy biến áp dự phòng
Công suất của máy biến áp dự phòng đợc chọn phù hợp phù hợp với mục đích của chúng Máy biến áp dự phòng không chỉ dùng để thay thế máy biến áp công tác khi sửa chữa mà còn để cung cấp cho hệ thống tự dùng trong quá trình dừng và khởi động bộ.
Công suất để dừng một tổ máy và khởi động một tổ máy khác chiếm khoảng 50% công suất cần thiết cho sự làm việc của khối lúc đầy tải
Do đó công suất của máybiến áp dự trữ đợc chọn nh sau :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
XB TD Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Chọn máy biến áp loại ΤДЦ-125ДΗД-20П/600С-16000
Có các thông số kĩ thuật khác :
2 Chọn máy cắt và dao cách ly
Xác định dòng ngắn mạch sau máy biến áp tự dùng
Chọn các đại lợng cơ bản : Scb = 100 (MVA)
Dòng ngắn mạch tại N4 nh đã tính ở chơng 4 là :
I’’ = 79,5 (KA) ixk = 202,38 (KA) Điện kháng hệ thống tính toán đến điểm ngắn mạch N4 :
79,5 =0,069 Điện kháng máy biến áp tự dùng :
10 =1,4 Điện kháng tính đến điểm ngắn mạch :
X∑ = XHT + XBTD = 0,069 + 1,4 = 1,469 Dòng ngắn mạch tại N8 :
1,469 =3,74(KA) ixk = √ 2 1,8 3,74 = 9,52 (KA) Tính dòng cỡng bức :
Chọn đợc máy cắt nh sau: Đại lợng tính toán
Loại máy cắt Đại lợng định mức
Chọn đợc dao cách ly nh sau : Đại lợng tính toán Loại máy dao cách ly Đại lợng định mức U
7.2 Chọn khí cụ điện cho cấp 0,4KV
Ta chỉ thực hiện chọn máy biến áp : gồm 4 máy biến áp công tác và một máy biến áp dự phòng
Máy biến áp dự phòng đợc chọn giống nh máy biến áp công tác.
4 =1,41(MVA) Chọn máy biến áp loại TC3-1600/10
Có các thông số kĩ thuật khác :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
0,4KV Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Xác định chế độ vận hành tối u của nhà máy theo phơng pháp quy hoạch động I Phân tích cơ sở lý thuyết
Phơng pháp tính toán
* Bài toán đặt ra nh sau :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 tua bin lò p 1 p 2 p n f 1 f 2 f n b 1 b 2 b n máy phát điện p n-1 f n-1 b n-1
p Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Xét trờng hợp tổng quát nhà máy có n tổ máy với :
- Đặc tính tiêu hao nhiên liệu của mỗi tổ máy đã biết , đó là đờng cong hoặc bảng số thể hiện quan hệ Bi(Pi).
Mỗi tổ máy có giới hạn công suất phát là : Pimin Pi Pimax
- Cần xác định số tổ máy àm việc và phân bố công suất tối u từng giờ cho mỗi tổ máy sao cho lợng tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ nhất tức là :
B = B1(P1) + B2(P2) + + Bn(Pn) Min Đồng thời thoả mãn các ràng buộc:
Bi(Pi) : Là chi phí nhiên liệu tổ máy i dùng để phát công suất Pi
Pj : Là công suất phát tổng của nhà máy , thay đổi theo biểu đồ phụ tải.
* Sơ đồ miêu tả toàn bộ qúa trình sản xuất điện năng của nhà máy
* Khi giải bài toán này thì ta cần chú ý 2 trờng hợp có thể xảy ra :
- Các tổ máy có thể đóng cắt trong phạm vi 1 ngày đêm ( trờng hợp này th- ờng xét đối với nhà máy thuỷ điện , nhà máy tua bin khí hổn hợp hoặc nhà máy nhiệt điện trong tình trạng rất thiếu công suất mà biểu đồ phụ tải tổng của hệ thống lại thay đổi nhiều ).
- Các tổ máy không đợc đóng cắt trong 1 ngày đêm mà chỉ đóng cắt một số tổ máy theo mùa ( trờng hợp này thờng hay xảy ra với nhà máy nhiệt điện ).
Về phơng pháp tính toán cho 2 trờng hợp này là tơng tự nhau, chỉ khác trong trờng hợp có xét đến khả năng đóng cắt của các tổ máy thì ngoài giá trị công suất của các tổ máy xét trong phạm vi Pimin Pi Pimax , thì còn cả Pi= 0 và phải tính đến chi phí mở máy.
* Bài toán đợc giải quyết nh sau :
Dùng phơng pháp quy hoạch động để tìm sách lợc phân phối tối u nguồn công suất Pj cho n tổ máy , với Pj là công suất tổng của nhà máy đợc cho phép bởi trung tâm điều độ.
Nh vậy để có sách lợc tối u thì phải chọn giá trị P1 ,P2, , Pn sao cho đạt cực tiểu chi phí nhiên liệu tổng B(P1 , P2 , ,Pn)
Bài toán trên có dạng truy chứng việc giải bài toán này đợc thực hiện theo
Quá trình này nhằm xác định lời giải tối u có điều kiện Kết quả của quá trình này là tìm đợc đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho nhà máy
Việc tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu của nhà máy đợc dựa vào kết quả của quá trình tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu của từng cặp tổ máy : Ta bắt đầu từ tổ máy1và tổ máy 2 , từ đặc tính tiêu hao nhiên liệu của 2 tổ máy đầu tiên kết hợp với tổ máy thứ 3 ta có đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 3 tổ máy đầu tiên, quá trình cứ tiếp tục nh vậy cho đến tổ máy cuối cùng.
Nh vậy quá trình thuận là chuẩn bị thông tin đầy đủ về lời giải tối u phục vụ cho quá trình ngợc tiếp theo.
Quá trình thuận bao gồm các bớc sau đây:
+ Đầu tiên ta xét bài toán cho 1 tổ máy: Đặc tính tiêu hao nhiên liệu của nó đã đợc có sẵn bởi các trung tâm thí nghiệm điện nên không cần phải tính toán gì
Trong trờng hợp đặc tính tiêu hao nhiên liệu Bi(Pi) cho ở dạng bảng số ta có thể sử dụng trực tiếp
+ Tiếp theo ta đi xác định lời giải tối u có điều kiện cho 2 tổ máy , tức cần xác định :
B1,2 min (Pj) : Là chi phí nhiên liệu cực tiểu khi phân phối công suất tổng Pj cho 2 tổ máy.
B (Pj – P1) : Là chi phí nhiên liệu của tổ máy khi có lợng công suất tổng là Pj và tổ máy thứ 1 nhận công suất là P1 ứng với bớc này để xác định lời giải tối u có điều kiện ta cần thực hiện 2 chu tr×nh :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Cho giá trị Pj nhận giá trị cực tiểu trong dãy phạm vi công suất có thể phát của nhà máy, đồng thời thay đổi giá trị P2 từ P2min đến P2max Với mỗi giá trị P2 và Pj ta tính công suất cần phát của tổ máy 1từ đó dựa vào đặc tính tiêu hao nhiên liệu của tổ máy1 và tổ máy 2 đã biết ta tính đợc chi phí nhiên liệu tổng cho
2 tổ máy, sau đó ta so sánh và lấy giá trị nhỏ nhất Nh vậy ứng với giá trị Pj trên, trong trờng hợp 2 tổ máy ta xác định đợc chi phí nhiên liệu cực tiểu cho 2 tổ máy B1,2 min(Pjmin)
Bây giờ cho giá trị công suất tổng Pj trong khoảng công suất có thể phát của nhà máy, với bậc công suất là P Tức cho tăng dần từ : Pjmin ; (Pjmin + P);
(Pjmin + 2P) ; ; (Pjmin + kP) ; ; Pjmax ứng với mỗi giá trị Pj ta lại thay đổi giá trị P2 và tính toán nh đã trình bày trong chu trình trong , ta cũng thu đợc chi phí nhiên liệu cực tiểu
Tóm lại ở cuối bớc 2 này ta xác định đợc đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 2 tổ máy 1và 2, đồng thời toàn bộ kết quả tính toán ở các bớc trên đều đ- ợc lu lại để làm cơ sở tính toán cho qúa trình thuận sau này.
+ Tiếp tục tính toán cho 3 tổ máy :
Thực chất của bớc này là phân bồ tối u công suất giữa tổ máy 3 và cụm tổ máy 1,2 sau khi đã biết đặc tính tiêu hao nhiên liệu dẳng trị của 2 tổ máy này. Để xây dựng đặc tính tiêu hao đẳng trị cho 3 tổ máy ta lại lặp lại cách thức tính toán nh chu trình trong và chu trình giữa đã xét ở bớc trớc.
Tính toán cụ thể
Dựa vào lý thuyết phơng pháp quy hoạch động đã nêu ở phần trớc và nội dung yêu cầu thiết kế đồ án : Xác định chế độ vận hành tối u của nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy có đặc tính tiêu hao nhiên liệu đợc cho trong Bảng 1
Giải quyết bài toán này tức là ta phải xác định công suất phân bố tối u cho
4 tổ máy là P1 , P2 , P3 , P4 sao cho chi phí nhiên liệu tổng B1,2,3,4 = B1(P1) + B2(P2) + B3(P3) + B4(P4) là nhỏ nhất , đồng thời phải thoả mãn các ràng buộc
2.1 Xây dựng đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị của toàn nhà máy
Ta bắt đầu bằng quá trình thuận nhằm chuẩn bị lời giải tối u có điều kiện ứng với số lợng tổ máy khác nhau và lợng công suất tổng thay đổi trong phạm vi công suất có thể phát đợc của nhà máy Để lập đặc tính tiêu hao nhiên liệu tối u nhà máy đầu tiên từ đặc tính tiêu hao nhiên liệu cuả 1 tổ máy mà ở đây ta xét là tổ máy số 1 ta lập đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho cho 2 tổ máy 1 và 2 , sau đó từ đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị của 2 tổ máy 1và 2 ta lập đợc đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 3 tổ máy 1 , 2 , 3 , cuối cùng ta lập đợc đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 4 tổ máy.
+ Tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho tổ máy 1và 2 :
Giả sử 2 tổ máy này cần phải phát công suất là Pi , Pj thay đợc cho thay đổi trong phạm vi có thể phát của 2 tổ máy tức từ Pjmin = P1min + P2min = 40 + 40 80 (MW) đến Pjmax = P1max + P2max = 100 +100 = 200 (MW) với bậc công suất là
P = 10 (MW). ứng mỗi giá trị Pi ta xác định đợc các tổ hợp khác nhau của P1 và P2 , đồng thời ta cũng xác định đợc chi phí nhiên liệu tổng tơng ứng của 2 tổ máy là
B1 + B2 Qua đó ta tìm đợc giá trị chi phí nhiên liệu tổng nhỏ nhất
Quá trình và kết quả tính toán đợc thể hiện trong Bảng 2 , trong bảng này giá trị chi phí nhiên liệu nhỏ nhất tơng ứng vơí mỗi Pj chính là các ô đợc tô màu
Từ các giá trị trong các tô màu trong Bảng 2 ta lập đợc đặc tính miêu tả đặc tính tiêu hao nhiên liệu của 2 tổ máy 1và 2
+ Tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu cho 3 tổ máy 1,2,3 :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Cho Pj thay đổi từ Pjmin = P1min + P2min + P3min = 40 + 40 +40 0 (MW) đếnPjmax = P1max + P2max + P3max = 100 + 100 + 100 = 300 (MW), với bậc công suất là P = 10 (MW). ứng mỗi giá trị Pi ta xác định đợc các tổ hợp khác nhau của P1,2 và P3 , đồng thời ta cũng xác định đợc chi phí nhiên liệu tổng tơng ứng của 3 tổ máy làB1,2 min + B3 Qua đó ta tìm đợc giá trị chi phí nhiên liệu tổng nhỏ nhất, và đợc thể hiện dới dạng phơng trình đại số là :
B3(P3) : Là chi phí tiêu hao nhiên liệu của tổ máy 3 , có giá trị lấy từ
B1,2 min (Pj – P3) : Là chi phí tiêu hao nhiên liệu của 2 tổ máy 1 và 2 , có giá trị lấy từ Bảng 3.
Quá trình và kết quả tính toán đợc thể hiện trong Bảng 4 , trong bảng này giá trị chi phí nhiên liệu nhỏ nhất tơng ứng vơí mỗi Pj chính là các ô đợc tô màu
Tổng hợp các giá trị trong ô đợc tô màu ta có bảng miêu tả đặc tiêu hao nhiên liệu đẳng trị của 3 tổ máy 1,2,3.
+ Tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu cho 4 tổ máy 1,2,3,4 :
Cho Pj thay đổi từ Pjmin = P1min + P2min + P3min + P3min = 40 + 40 + 40 +40
0 (MW) đến Pjmax = P1max + P2max + P3max + P4max = 100 + 100 + 100 +100 400 (MW), với bậc công suất là P = 10 (MW). ứng mỗi giá trị Pi ta xác định đợc các tổ hợp khác nhau của P1,2,3 và P4 đồng thời ta cũng xác định đợc chi phí nhiên liệu tổng tơng ứng của 4 tổ máy là
B1,2,3 min + B4 Qua đó ta tìm đợc giá trị chi phí nhiên liệu tổng nhỏ nhất, và đợc thể hiện dới dạng phơng trình đại số là :
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
B4(P4) : Là chi phí tiêu hao nhiên liệu của tổ máy 4 , có giá trị lấy từ
B1,2,3 min (Pj – P4) : Là chi phí tiêu hao nhiên liệu của 3 tổ máy 1, 2 ,3 , có giá trị lấy từ Bảng 5.
Quá trình và kết quả tính toán đợc thể hiện trong Bảng 6 , trong bảng này giá trị chi phí nhiên liệu nhỏ nhất tơng ứng vơí mỗi Pj chính là các ô đợc tô màu.
Từ các giá trị trong các tô màu trong Bảng 6 ta lập đợc đặc tính miêu tả đặc tính tiêu hao nhiên liệu của 4 tổ máy.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39
(mW) b (TÊn / h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
2.2 Thiết lập bảng phân bố tối u công suất giữa các tổ máy Đây chính là quá trình ngợc mà phần lý thuyết đã giới thiệu , kết qủa đợc thể hiện trong Bảng 8.
Bảng này đợc thiết lập nh sau :
Cột Pj là công suất phát tổng của nhà máy đợc thay đổi từ Pjmin 160(MW) đến Pjmax = 400 (MW). ứng với mỗi Pj theo Bảng 6 ta biết đợc chi phí nhiên liệu tổng của nhà máy , đồng thời cũng biết đợc công suất phát tối u của tổ máy 4 là P4 t và tổng công suất phát tối u của 3 tổ máy 1,2,3 là P1,2,3 t.
Tiếp theo với lợng công suất P1,2,3 t vừa xác định đợc ở bớc trên, dựa vào Bảng 4 ta tra ra đợc lợng công suất phát tối u của tổ máy 3 là P3 t và tổng công suất phát tối u của 2 tổ máy 1,2 là P1,2 t.
Cuối cùng với lợng công suất P1,2 t , từ bảng 2 ta tra ra đợc lợng công suất phát tối u của tổ máy 1 và tổ máy 2 là P1 t và P2 t.
(MW) Công suất tối u của các tổ máy B1,2,3,4
2.3 Xác định chế độ vận hành tối u của nhà máy ứng với biểu đồ công suất đã cho , xác định chi phí nhiên liệu tổng.
Biểu đồ công suất công suất phát tổng trong ngày đợc cho theo bảng :
Dựa vào Bảng 8 ta đa ra đợc phơng thức vận hành cho nhà máy theo từng giờ theo bảng sau :
(MW) Công suất tối u của các tổ máy B1,2,3,4
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
* Chi phí nhiên liệu tổng trong ngày của nhà máy :
2.4 So sánh chi phí nhiên liệu xác định đợc theo chế độ vận hành tối u và chế độ phân bố đều công suất.
Việc so sánh này để thấy rõ hiệu quả kinh tế của sự phân bố tối u công suất cho các tổ máy.
Công suất các tổ máy ở từng giờ và chi phí nhiên liệu tổng đợc thể hiện trong Bảng 11.
(MW) Công suất tối u của các tổ máy B1,2,3,4
Trong bảng này chi phí nhiên liệu tổng B1,2,3,4 ở từng giờ đợc tính dựa vào số liệu ở bảng 1 Riêng từ giờ 9 12 phơng pháp nội suy tuyến tính để tính chi phí nhiên liệu tiêu hao cho từng tổ máy, sau đó mới tính đợc chi phí nhiên liệu tổng cho nhà máy theo từng giờ.
Công thức tính của phơng pháp nội suy tuyến tính :
B * ΔAB ΔAP⋅δPP + B 1 áp dụng với : P1 = 80(MW) ; P * = 85(MW) ; P2 = 90(MW) ; P = 10(MW)
Vậy chi phí nhiên liệu tổng trong ngày cho phơng án phân bố đều là :
Nh vậy so với phơng án tối u thì chi phí nhiên liệu tổng tăng thêm là
Vận hành theo phơng án tối u thì hiệu quả kinh tế tăng lên rất nhiều.
Sinh viên : Phạm Lê Hoa - Lớp HTĐ - K39 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
