Tính toán phụ tải và cân bằng công suất chọn máy phát điện

Lời nói đầu * ******* * Trong giai đoạn đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hố, ngành điện giữ vai trị quan trọng việc phát triển đất nước Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội địi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện để đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ điện , tạo điều kiện cho phát triển đất nước Xuất phát từ thực tế sau học xong môn học “Nhà máy điện” hướng dẫn tận tình thầy giáo TS.Đào Quang Thạch ,em hồn thành nhiệm vụ thiết kế mơn học nhà máy điện Em xin chân thành cám ơn dạy tận tình thầy Bộ mơn q trình thiết kế mơn học qua giúp cho em nhiều kinh nhiệm để chuẩn bị cho trình tốt nghiệp tới Sinh viên thực Phạm Quang Ngọc SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện Chương I Tính tốn phụ tải cân cơng suất Chọn máy phát điện 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 ln thay đổi, việc tìm đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương 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 ưu công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1 Chọn máy phát điện Nhà máy thiết kế có tổng cơng suất 456 MW = 224MW Do biết số lượng công suất tổ máy ta cần ý số điểm sau + Máy phát điện có cơng suất lớn vốn đầu tư , tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện phí tổn vận hành hàng năm bé Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi cơng suất máy phát điện lớn không vượt dự trữ quay hệ thống + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng điện định mức , dịng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ u cầu với loại khí cụ điện giảm thấp + Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành nên chọn máy phát điện loại Từ tra sổ tay loại máy phát sau: + Chọn máy phát điện kiểu TB-60-2 có thơng số bảng 1-1 sau: Bảng 1-1ng 1-1 S P cos U I Điện kháng tương đối Ký hiệu MVA MW KV KA Xd’’ Xd’ Xd TB-60-2 75 60 0,8 10,5 4,125 0,146 0,217 1,66 I.2 Tính tốn phụ tải cấp điện áp Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số costb phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến theo công thức sau : St  Pt Cos TB với : Pt  p%.Pmax 100 Trong đó: S(t) : Là công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t cosTB : Là hệ số cơng suất trung bình phụ tải P% : Phần trăm công suất cực đại Pmax : Công suất phụ tải cực đại I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PFđm = 56 MW, cosđm = 0,8 S dm  PFdm 56  70MVA cos dm 0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 4PFđm =  56 = 224 MW  SNMđm = 280 MW Phụ tải nhà máy công thức: Stnm (t )  P%(t )  P Fdm 100.cos  Ta ghi bảng 1-2 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 Bảng 1-1ng 1-2 Cơng suất 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 22-24 P%(t) 75 80 90 85 100 100 85 80 STNM 210 224 252 238 280 280 238 224 STNM(MVA) SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện 210 T(h) Hình 1-1:Đồ thị phụ tải tồn nhà máy I.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Hệ số tự dùng max toàn nhà máy 1,5% công suất định mức nhà máy với cos = 0,83 xác định theo công thức sau:  %  P dmF (0,4  0,6  Stnm (t ) ) S (t )  td 100.cos S F dm Trong : Std(t) : Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t ∑SFđm : Công suất định mức nhà máy MVA SNM(t) : Phụ tải thời điểm t theo bảng 1-2 Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) →phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-2 Bảng 1-3 Cơng suất 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 STNM(MVA) STD(MVA) 210 3,44 224 3,56 252 3,8 238 3,68 280 4,048 SV : Phạm Quang Ngọc 18-20 2022 280 238 4,048 3,68 2224 224 3,56 Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện STD(MVA) 23,13 21,74 21,74 20,35 20,35 10 14 18 22 24 T(h) Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy I.2.3 Phụ tải điện áp địa phương ( UĐP=10 KV) Có Pmax = MW, cos = 0,84 P%(t ).P Max S t   DP 100.Cos Ta có kết bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 Bảng 1-4 CS 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 P% 75 80 90 85 100 100 SĐP 8,03 8,57 9,64 9,1 10,7 10,7 (MVA) 20-22 85 9,1 22-24 80 8,57 SDP(MVA) 11,76 10,6 9,41 10,6 9,41 9,41 8,23 12 14 16 18 22 24 T(h) Hình 1-3: Đồ thị phụ tải địa phương SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện I.2.4 Phụ tải điện áp trung Cấp điện áp (110KV) có Pmax = 110 MW, cos = 0,85 P%(t ).P Max S t  UT 100.Cos Ta có kết bảng 1-5 đồ thị phụ tải hình 1- Bảng 1-5 Công 0-6 6-8 8-12 12-14 14-18 18-20 20-22 suất P%(t) 60 65 80 85 100 90 75 STA 77,64 84,12 103,53 110 129,4 116,47 97,05 (MVA) 22-24 70 90,6 STA(MVA) 113,64 102,27 102,27 102,27 90,91 90,91 10 14 16 20 24 T(h) Hình 1-4: Đồ thị phụ tải điện áp trung I.3 Cân cơng suất tồn nhà máy - công suất phát vào hệ thống Phương trình cân cơng suất tồn nhà máy: STNM(t) = Std(t) + SĐP(t) +STA(t) +SVHT(t)  SVHT(t) = STNM(t) - [Std(t) + SĐP(t) +STA(t) )] Từ ta lập kết tính tốn phụ tải cân cơng suất toàn nhà máy bảng 1-6 đồ thị phụ tải tổng hợp hình 1-5 SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện Bảng 1-6 CS STNM(t) Std(t) SĐP(t) STA(t) 0-6 210 3,44 8,03 77,64 SVHT(t) 120,89 6-8 224 3,56 8,57 84,12 8-12 252 3,8 9,64 103,53 12-14 238 3,68 9,1 110 14-18 280 4,048 10,7 129,4 18-20 280 4,048 10,7 116,4 127,75 135,03 115,22 135,85 148,7 20-22 238 3,68 9,1 97,05 22-24 224 3,56 8,57 90,6 128,17 121,27 S(MVA ) 300 27 270 240 240 162,8 152,6 146,7 138,7 120,5 135,3 136 119,3 119,3 113,6 107,2 102,27 SV : Phạm Quang Ngọc 102,27 102,27 Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện 90,91 ST A 90,91 23,13 21,74 21,74 20,35 ST D 20,35 11,76 10,6 9,41 10,6 9,41 9,41 SDP 8,23 12 14 18 20 22 24 Hình 1-5: Đồ thị phụ tải hệ thống I.4 Nhận xét Ta có dự trữ quay hệ thống S = 150 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thống SHT= 2730 MVA Nhà máy thiết kế có hai cấp điện áp là: Cấp điện áp địa phương có Uđm= 10 KV Cấp điện áp trung áp có Uđm= 110KV Phát cơng suất lên hệ thống cấp điện áp 220 KV Công suất phát lên hệ thống nhà máy nhỏ dự trữ quay hệ thống nên có cố tách nhà máy khỏi hệ thống đảm bảo ổn định hệ thống Phụ tải điện áp trung chiếm gần 50% cơng suất nhà máy việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải quan trọng SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 T(h) Đồ án: Thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG II Chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện 2.1 Nêu phương án Chọn sơ đồ nối điện nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện Sơ đồ nối điện hợp lý khơng đem lại lợi ích kinh tế lớn mà phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định phương án số lượng cơng suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lưới phụ tải tương ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện lưới điện Chọn phương án nối dây sơ theo số nguyên tẵc sau : +) Nếu 0,5SuFmax  (15-23)% SđmF khơng cần góp điện áp máy phát +) Nếu có góp điện áp máy phát số lượng máy phát nối vào góp phải đảm bảo cho tổ máy lớn bị cố máy phát cịn lại phải đảm bảo phụ tải địa phương tự dùng +) Máy biến áp tự ngẫu sử dụng hai phía điện áp trung cao có trung tính trực tiếp nối đất +) Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất hệ số có lợi   0,5 nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp  U C  U T 220  110  0,5 UC 220 +) Sử dụng số lượng máy phát – máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao trung cho tương ứng với công suất cực đại cấp Nếu cấp điện áp 110 kV điều kiện ghép bên trung phải ≤ STmin ∑Sbộtrung ≤ STmin +) Có thể ghép chung số máy phát với máy biến áp phải đảm bảo Sbộ  Sdự phòng ht SV : Phạm Quang Ngọc Lớp: HTD3 - K49 Đồ án: Thiết kế nhà máy điện +) Nếu phụ tải UT q nhỏ khơng thiết dùng MBA cuộn dây ,TN liên lạc mà coi trạm địa phương lấy điện từ góp cao từ đầu cực máy phát +) Máy biến áp ba cuộn dây nên sử dụng công suất truyền tải qua cuộn dây không bé 15% công suất truyền tải qua cuộn dây khơng tận dụng hết khả tải Nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải Vì (15% - 23%)SdmF = (15% - 23%).60 = (9 – 13,8) Nên 0,5UdpMax = 5,35