Thiet ke phan dien nha may nhiet dien 178702

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện Phần I : i i Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện i i i i i i i i Ch¬ng I : i i Chän máy phát điện Tính toán phụ tải cân c«ng suÊt iiiiiii i i i i i iiiii i i i i i i i I - Chän m¸y phát điện : Máy phát điện thiết bị quan trọng nhà máy điện Máy phát điện biến đổi thành điện năng, khâu trình sản xuất điện Ngoài ra, máy phát điện với khả điều chỉnh công suất phát nên giữ vai trò đặc biệt quan trọng việc đảm bảo chất lợng điện hệ thống điện Do tính chất quan trọng nh việc lựa chọn máy phát điện trình thiết kế nhà máy điện cần phải quan tâm đến số vấn đề sau : Vai trò nhà máy thiết kế nằm hệ thống điện Số lợng công suất định mức máy phát điện: Công suất định mức lớn vốn đầu t, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành hàng năm nhỏ, nhiên công suất không đợc lớn dự trữ quay hệ thống Điện áp định mức máy phát Khả phát triển nhà máy tơng lai Theo yêu cầu đồ án, nhà máy điện mà ta thiết kế gồm tổ máy với công suất tổ máy 60 (MW), Cos = 0,8 , U®m=10,5 (kV), ®ã tra b¶ng phơ lơc cn “ Híng dÉn thiết kế nhà máy điện trạm biến áp phần điện tác giả Nguyễn Hữu Khái ta chọn loại máy phát điện đồng tua bin TB-60-2 có thông số kỹ thuật sau: ii i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiii i i iiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiii i iiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iii 3000 i i i ii i i i i i i i i i n S P (v/ph) (MVA) (MW) TB 60-2 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiii Lo¹i i i ii 75 U (kV) Cos  10,5 0,8 ii 60 I (kA) ii i 4,125 X''d i 0,146 X'd i 0,22 Xd 1,691 Loại máy kích thích: BT-450-3000 i i i i II/Tính toán phụ tải cân công suất: Mục đích tính toán phụ tải cân công suất nhằm xác định tính chất mức độ tiêu thụ điện phụ tải cấp điện áp từ đề xuất phơng án nối dây lựa chọn thiết bị điện phù hợp cho vốn đầu t cho thiết bị điện nh chi phí vận hành nhà máy nhỏ Trong nhiệm vụ thiết kế đà cho, đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo % công suất tác dụng PMax hệ số cosTb phụ tải tơng ứng Để cân i i i i i i i i iiii ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i i i i i i i i i -1- i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Lớp : Hệ thống điện / Sông Đà i Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện công suất ta phải cân theo công suất biểu kiến (S) đảm bảo xác Ta xây dựng biểu đồ phụ tải cấp điện áp vòng 24 để thấy rõ nhu cầu công suất nhà máy thời điểm, dựa công thức sau: i i i i i i i i i i i i i i i i P(t )= i i i i i i i i i i i i i i P %(t ) ×P max 100 i i i i i i i i i i S (t )= i i i i P(t ) Cos ϕ i i i i i i i i i (1) Trong : - P (t) công suất tác dụng phụ tải thời điểm t - S (t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t - Cos hệ số công suất phụ tải - Pmax công suất lớn phụ t¶i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiii i iiiiiiiiiiiiiiiiii i iiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i ii i i i i i i iii i i i i i i i i i i i i i i i iiiii i i i iiii i i i ii i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i Ta tính toán phụ tải cấp điện ¸p nh sau : i i i i i i i i i i i i II.1/ TÝnh to¸n phơ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phơng): Phụ tải địa phơng có: Uđm= 10,5 (kV) ; Pmax= 17 (MW) ; Cos = 0,8 i i i i i i i i i i i i i iii ii ii i i i i i i i i Phụ tải bao gồm đờng dây : i i i i i i i i i i i i i i kÐp x MW x km đơn x 1,25 MW x 3km i i i i i ii ii i i i ii i i Dựa vào bảng biến thiên phụ tải địa phơng hàng ngày áp dụng công thức : i i i i i Pdp (t )= iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i P %(t ) ×Pdp max 100 S dp (t )= P dp (t ) Cos ϕ dp i i i i i i i i vµ Ta tÝnh đợc phụ tải cấp điện áp máy phát thêi ®iĨm tõ 0-6h nh sau : iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i iiiiii i i i P( 0−6h )= iiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i ii i i i 65 ×17=11, 05( MW ) 100 S (0−6 h)= iiiiiiiiiiiiiii i P( 0−6 h) 11 ,05 = =13 , 8125( MVA ) cos 0,8 Một cách tơng tự, ta tính đợc phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm khác ngày, kết tính toán đợc cho bảng I-II.1: i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i t (h) 06 610 1014 1418 1824 P®p% P®p(MW) S®p(MVA) 65 11,05 13,8125 90 15,3 19,125 100 17 21,25 95 16,15 20,1875 75 12,75 15,9375 i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh -2- Lớp : Hệ thống điện / Sông Đà i i Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện (Bảng I-II.1) i Từ kết bảng ta có đồ thị phụ tải địa phơng: i i i i i i i i i i i i i S dp (MVA) 21,25 22 20 20,1875 19,125 18 16 15,9375 13,8125 14 12 10 4 12 10 16 14 20 18 24 T (h) 22 II.2/ TÝnh to¸n phơ tải phía điện áp trung (110 kV): Phụ tải phía trung áp có: Uđm= 110 (kV) ; Pmax= 130 (MW) ; Cos = 0,8 i i i i i i i i ii i ii i iiii i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i Gåm : ®êng dây kép đờng dây đơn i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i ii i Dựa vào bảng biến thiên phụ tải phía trung áp hàng ngày áp dụng công thøc : iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i PT (t )= iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii P %(t ) ×PT max 100 S T (t )= PT (t ) Cos T i Ta tính đợc phụ tải cấp điện áp trung thời điểm từ 0-4h nh sau : iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i iiii i i i P( 0−4 h)= iiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i ii i i i 75 ×130=97 ,5( MW ) 100 S (0−4 h)= iiiiiiiiiiiiiii P( 0−4 h) 97 ,5 = =121 , 875( MVA ) cos ϕ 0,8 Một cách tơng tự, ta tính đợc phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm khác ngày, kết tính toán đợc cho b¶ng I-II.2: i i i i i i i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i i i i i i -3- i i i i i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii Líp : Hệ thống điện / Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện t (h) 04 410 1014 1418 1824 PT % i 75 85 95 100 75 PT (MW) 97,5 110,5 123,5 130 97,5 ST (MVA) 121,875 138,125 154,375 162,5 121,875 i i i (B¶ng I-II.2) i Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng ta có đồ thị phụ tải phía điện áp trung: i i i i i i i i i i i i i i i S T (MVA) 200 180 162,5 154,375 160 138,125 140 121,875 120 121,875 100 80 60 40 20 12 10 16 14 20 18 24 T (h) 22 iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii II.3/ Tính toán phụ tải toàn nhà máy: i i i i i i i Nhà máy gồm có máy phát với SđmF = 75 (MVA), tổng công suất đặt toàn nhà máy: Smax= 75 = 300 (MVA) ; PMax = ¿ 60 = 240 (MW) ; có Cos = 0,8 Dựa vào bảng biến thiên công suất phát nhà máy theo thời gian áp dụng công thức : ii i i i i i i i i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i ii i i ii ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i PNM (t )= iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii P %(t ) ×PMax( NM ) 100 S NM (t )= P NM ( t ) Cos NM i Ta tính đợc phụ tải toàn nhà máy thời điểm từ 0-8h nh sau : iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i iiiiii i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i i i -4- i ii i i i Líp : Hệ thống điện / Sông Đà i Đồ ¸n tèt nghiƯp P( 0−8h )= iiiiiiiiiiiiiii ThiÕt kÕ phÇn điện Nhà máy Nhiệt điện 70 ì300=168( MW ) 100 P(0−8 h) 168 S (0−8h )= = =210( MVA ) cos NM 0,8 Một cách tơng tự, ta tính đợc phụ tải toàn nhà máy thời điểm khác ngày, kết tính toán đợc cho b¶ng I-II.3 : Thêi gian (h) 08 812 1214 1420 2024 iiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i P% 70 90 100 85 75 P (MW) 168 216 240 204 180 SNM (MVA) 210 270 300 255 225 ii iii ii (B¶ng I-II.3) i Từ kết bảng ta có đồ thị phụ tải toàn nhà máy: i i i i i i i i i i i i i i SNM (MVA) 300 300 270 280 255 260 225 240 210 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 i 10 14 12 16 18 20 22 24 T (h) II.4/ TÝnh to¸n phụ tải tự dùng nhà máy: i i i i i i i i i Nhà máy nhiệt điện cã hƯ sè tù dïng  = 8%, c«ng st tự dùng nhà máy biến đổi theo thời gian đợc tính theo công thức: ii i i i i i i i i i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i i i i i i i i i i i i -5- Lớp : Hệ thống điện / Sông Đà i Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện S NM( t ) ( S td (t )=S td max × 0,4+ 0,6× iiiiiiiiiiiiii S NM ) Trong ®ã: SNM = ¿ 75 = 300 (MVA) Là công suất đặt nhà máy i iiiiiiiiiiiiiii i iiiiiiiiiiiiiiii iiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i α% ×S NM = ì300=24 ( MVA) 100 100 Std Max = Là công suất tự dùng lớn nhà máy i i iiiiiiiiiiiiiiii ii i i i i i i i i i Ta tính đợc phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm từ 0-8h nh sau : i i i i i i i i i ( S td (0−8h )=24× 0,4 +0,6× i i i i 210 =19 , 68 300 ) ii i i i iiiiiiiiiiii (MVA) Một cách tơng tự, ta tính đợc phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm khác ngày, kết tính toán đợc cho b¶ng I-II.4 : iiiiiiiiiiiiii i i i i i i i Thêi gian (h) i i i i i i i i i i i i i ii i ii i i i i i i i i i i i i SNM (MVA) 08 210 812 270 1214 300 1420 255 2024 225 Std (MVA) 19,68 22,56 24 21,84 20,4 ii ii (B¶ng I-II.4) i iiiiiiii Tõ kÕt qu¶ bảng ta có đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: i i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i i -6- i i i i i Líp : HƯ thèng điện / Sông Đà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện S td (MVA) 24 24 22,56 22 20 18 21,84 20,4 19,68 16 14 12 10 2 10 14 12 18 16 22 20 24 T (h) II.5/ Công suất phát vào hệ thống 220 (kV): i i i i i i i i C«ng suất lại nhà máy sau đà cung cấp cho phụ tải tự dùng, phụ tải địa phơng phụ tải điện áp trung đợc phát lên hệ thống lộ đờng dây 220 (kV) có chiều dài lộ 94 (km) Ta có phơng trình cân công suất toàn nhà máy thời điểm (t) lµ: i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii SNM(t) = STD(t) + S§P(t) + ST(t) + SHT(t)  SHT(t) = SNM(t) - STD(t) - S§P(t) - ST(t) iiiiiiiii iiiii i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i Thay giá trị đà tính đợc vào công thức ta tính đợc công suất phát hệ thống thời điểm, kết cho b¶ng I-II.5 : i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i T (h) SNM (MVA) Std (MVA) Sdp (MVA) ST (MVA) SHT (MVA) 04 46 68 810 1012 1214 1418 1820 2024 210 210 210 270 270 300 255 255 225 19,68 19,68 19,68 22,56 22,56 24 21,84 21,84 20,4 13,8125 13,8125 19,125 19,125 21,25 21,25 20,1875 15,9375 15,9375 121,875 138,125 138,125 138,125 154,375 154,375 162,5 121,875 121,875 54,6325 38,3825 33,07 90,19 71,815 100,375 50,4725 95,3475 66,7875 i i i i i i (B¶ng I-II.5) i Tõ kÕt bảng ta có đồ thị công suất ph¸t vỊ hƯ thèng : i i i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i -7- i i i i i Líp : HƯ thống điện / Sông Đà i Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện S HT (MVA) 100,375 100 95,3475 90,19 90 80 70 60 66,7875 71,815 54,6325 50 40 50,4725 33,07 38,3825 30 20 10 10 12 16 14 18 24 T (h) 22 20 II.6/ NhËn xÐt chung : Từ đồ thị phụ tải đà xác định đợc ta dựa vào để đa phơng án nối dây, chọn sơ đồ thiết kế, chọn dung lợng máy biến áp, tính toán tổn thất điện máy biến áp, phân bố tối u công suất tổ máy hệ thống Nhà máy điện thiết kế có khả cung cấp đủ công suất cho phụ tải địa phơng, phụ tải trung áp (110 kV) phát lợng công suất tơng đối lớn cho hệ thống (220 kV) i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Vai trò nhà máy hệ thèng: i i i i i i i i C«ng suất nhà máy so với công suất hệ thống th× chiÕm : i i i S dmNM S dmHT iiiiiiiiii i i ×100= i i i i i i i i 300 ì100=10 ,714 (% ) 2800 Công suất phát vào hệ thống: SHT max= 100,375 (MVA) SHT = 33,07 (MVA) S®mHT = 2800 (MVA) SdtHT = 14% ¿ 2800 = 392 (MVA) Ta thÊy : SHT max=100,375 (MVA) < Sdt HT = 392 (MVA) Do ®ã nhà máy tách khỏi hệ thống, không gây ảnh hëng lín cho hƯ thèng Ta dïng MBA sơ đồ nối với hệ thống lộ đờng d©y i i iiiiiiiiii i iiiiiiiiii i iiiiiiiiii i i i i i iii i iiii i i i i iiiiiiiiii i i ii ii iiiiii ii i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i iiii Tình hình phụ tải: i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh -8- Líp : Hệ thống điện / Sông Đà i Đồ án tốt nghiệp + Phụ tải địa phơng (cấp điện áp máy phát): Uđp= 10,5 (kV) Sđp max= 21,25 (MVA) Sđp min= 13,8125 (MVA) Công suất phụ tải địa phơng lớn lấy đầu cực máy phát so với SđmF = 75 (MVA) th× chiÕm: iiiiiii i i i iiiiiiiiiiiii i iiiiiiiiiiiii i iiii i i iiiiiiiiiiiii iiii ThiÕt kÕ phần điện Nhà máy Nhiệt điện i i i i ii i ii i i i ii i i i i i i i i i S dp max i i i i i i i i i i i i 21 , 25 ×100=28 , 33(%) S dmF 75 + Phụ tải điện áp trung : UT=110 (kV) ST max= 162,5 (MVA) ST min= 121,875 (MVA) + CÊp ®iƯn áp cao áp UC =220 (kV) điện áp trung UT = 110 (kV) ®Ịu cã trung tÝnh trùc tiÕp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc Tóm lại : loại phụ tải có phụ tải loại nên việc xây dựng phơng án đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải quan trọng ì100= iiiiiiiiiiiii iiiiiii iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i iiiiiiiiiiiiiii i i iiiiiiiiiiiiiii i ii i i i ii i i i i ii i i i i i iiiiiiiiiiiiiii iiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i  Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy: i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i i -9- i Líp : HƯ thèng ®iƯn / Sông Đà i Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy Nhiệt điện S (MVA) 300 300 SNM 280 270 260 255 240 SHT 220 210 204,53 198,19 199,63 200 180 160 179,81 176,93 171,62 225 155,37 159,65 158,21 37,78 36,34 140 ST 120 100 80 60 40 33,49 Sdp 22,56 19,68 20 45,25 43,81 41,69 38,81 24 21,84 20,4 Std 10 12 14 III/ Đề xuất phơng án nối dây: i i ii 42,03 i i i i i 16 18 20 22 24 T (h) i III.1/ C¬ së để chọn sơ đồ nối dây: ii i i i i i i i Sinh viªn: Ngun Kim Doanh i - 10 - Líp : HƯ thèng ®iƯn / Sông Đà