(Tiểu luận) đồ án iii thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN III Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Hồi Thu Bộ mơn: Viện: Hệ thống điện Điện Chữ ký GVHD HÀ NỘI 2022 TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Họ tên sinh viên: Hoàng Thành Trung Ngành: Hệ thống điện Lớp: KTĐ - 04 II I Tên đề tài Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 252 MW Các số liệu cho trước Nhà máy điện Gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất 63 MW Biến thiên phụ tải hàng ngày nhà máy (tính theo phần trăm Pmax) sau: = t (h) 0-6 6–12 12–16 16-20 PNM (%) 85 100 80 100 Công suất tự dùng cực đại 6.5% công suất định mức nhà máy, cosφTD 0.8 20-24 85 Phụ tải địa phương Uđm = 10kV, Pmax = 15MW, cosφ = 0.86 Gồm: đường cáp kép x 4MW x 3km, đường cáp đơn x 3.5MW x 3km Biến thiên phụ tải hàng ngày (tính theo phần trăm Pmax) sau: t (h) 0-8 8-10 10-16 16-20 20-2 Pđp (%) 80 100 75 100 90 Tại trạm cuối phụ tải địa phương dùng cáp lõi đồng có Smin = 50mm2 dùng máy cắt có dịng cắt định mức Iđm = 20 kA, thời gian cắt ngắn mạch tc = 0,4s Phụ tải trung áp Uđm = 110kV, Pmax = 120MW, cosφ = 0.85 Gồm: đường dây kép x 30MW, đường dây đơn x 15MW Biến thiên phụ tải hàng ngày (tính theo phần trăm Pmax) sau: t (h) 0-8 8-10 10-16 16-20 20-2 PTA (%) 90 100 90 90 75 Hệ thống điện - Uđm = 220kV Công suất tổng hệ thống (không kể nhà máy thiết kế) 3500MVA Dự trữ quay hệ thống 4% Điện kháng ngắn mạch tính đến hệ thống: XHT = 0.83 - Nhà máy thiết kế nối với hệ thống đường dây kép dài 130km III Nhiệm vụ thực Chọn máy phát điện, tính tốn phụ tải cân cơng suất Xác định phương án chọn máy biến áp, tính tổn thất cơng suất, điện Tính tốn ngắn mạch, lựa chọn thiết bị điện NM Tính tốn chọn phương án tối ưu Chọn sơ đồ nối dây thiết bị tự dùng Ngày tháng 10 năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Hồi Thu Tóm tắt nội dung đồ án Đồ án III – thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện bao gồm việc chọn lựa thiết bị phát, điều chỉnh điện áp, khí cụ điện cho nhà máy nhiệt điện Với yêu cầu đặt cho việc thiết kế đảm bảo cung cấp điện, đảm bảo tiêu kinh tế (bao gồm vốn đầu tư ban đầu chi phí vận hành) Sinh viên thực Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 1.1 Chọn máy phát cho nhà máy nhiệt điện 1.2 Tính tốn phụ tải cân cơng suất 1.2.1 Phụ tải nhà máy 1.2.2 Phụ tải địa phương 1.2.3 Phụ tải cao áp 1.2.4 Phụ tải hệ thống CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHO HỆ THỐNG 2.1 2.2 Lựa chọn phương án nối điện cho hệ thống 2.1.1 Phương án I 2.1.2 Phương án II 2.1.3 Phương án III 2.1.4 Nhận xét Lựa chọn máy biến áp cho hệ thống tính tốn tổn thất cơng suất 2.2.1 Phương án I 2.2.1.1 Chọn máy biến áp 2.2.1.2 Phân bố dịng cơng suất qua máy biến áp .8 2.2.1.3 Kiểm tra tải máy biến áp 2.2.1.4 Kiểm tra tải cố 2.2.1.5 Tính tốn tổn thất cơng suất cho máy biến áp 12 2.2.2 Phương án II 14 2.2.2.6 Chọn máy biến áp 14 2.2.2.7 Phân bố dịng cơng suất qua máy biến áp 15 2.2.2.8 Kiểm tra tải máy biến áp .16 2.2.2.9 Kiểm tra tải cố 16 2.2.2.10 Tính tốn tổn thất điện 17 2.2.3 Tính tốn dịng điện cưỡng 19 2.2.3.11 Phương án I .19 2.2.3.12 Phương án II 21 CHƯƠNG Tính tốn dịng điện ngắn mạch .23 3.1 3.2 3.3 Tính toán đại lượng hệ đơn vị tương đối 23 3.1.1 Điện kháng đường dây 23 3.1.2 Điên khang cua môi may phat điên 24 3.1.3 Điên khang cua MBA pha dây quân 24 3.1.4 Điên khang cua MBA tư ngâu 24 3.1.5 Điện kháng hệ thống 24 Phương án 25 3.2.1 Chọn điểm tính tốn ngắn mạch 25 3.2.2 Điểm ngắn mạch N1 25 3.2.3 Điểm ngắn mạch N2 29 3.2.4 Điểm ngắn mạch N’3 32 3.2.5 Điểm ngắn mạch N3 35 3.2.6 Điểm ngắn mạch N4 36 Phương án II 36 3.3.1 Sơ đồ nối điện 36 3.3.2 Điểm ngắn mạch N1 37 3.3.3 Điểm ngắn mạch N2 40 3.3.4 Điểm ngắn mạch N’3 42 3.3.5 Điểm ngắn mạch N3 45 3.3.6 Điểm ngắn mạch N4 45 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 47 4.1 Các tiêu đánh giá 47 4.1.1 Vốn đầu tư 47 4.1.2 Chi phí vận hành hàng năm 47 4.2 4.3 4.4 Phương án I 48 4.2.1 Sơ đồ thiết bị phân phối 48 4.2.2 Vốn đầu tư thiết bị 49 Phương án II 51 4.3.1 Vốn đầu tư cho máy biến áp 51 4.3.2 Vốn đầu tư thiết bị phân phối 51 Tổng kết 52 CHƯƠNG Chọn khí cụ điện dẫn, góp 53 5.1 53 Chọn máy cắt điện 5.2 Chọn dao cách ly 53 5.3 Chọn dẫn cứng 53 5.3.1 Chọn tiết diện dẫn cứng 54 5.3.2 Kiểm tra ổn định động 54 5.4 Chọn sứ đỡ dẫn 56 5.5 Chọn dây dẫn góp mềm phía điện áp cao trung áp 57 5.5.1 Chọn tiết diện dây dẫn góp mềm 57 5.5.2 Kiểm tra điều kiện vầng quang 57 5.5.3 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch 58 Chon may biên điên ap BU va may biên dong điên BI 60 5.6.1 Chon BU 60 5.6.2 Chọn BI 63 Chọn thiết bị cho phụ tải địa phương 65 5.7.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 65 5.7.2 Chon khang điên 69 5.6 5.7 5.8 Chọn chống sét van cho cấp điện áp 72 5.8.1 Chon chông set van cho gop 72 5.8.2 Chon chông set van cho may biên ap 73 CHƯƠNG Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng 75 6.1 Chọn máy biến áp tự dùng 75 6.1.1 Chon MBA tư dung dư trư câp 75 6.1.2 Chon MBA tư dung câp 76 6.1.3 Chọn máy biến áp tự dùng dự trữ cấp 76 6.2 Chọn máy cắt 76 6.2.1 Chọn máy cắt phía cao MBA tự dùng 76 6.2.2 Máy cắt phía hạ áp MBA tự dùng 77 6.2.3 Chọn aptomat cho phụ tải 0,4 kV 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 1.1 Chọn máy phát cho nhà máy nhiệt điện Máy phát thiết bị cần phải quan tâm nhà máy điện định phần tử khác máy biến áp, cụ điện, dây dẫn, … Căn vào nhiệm vụ thiết kế, máy phát chọn loại cặp cực có tốc độ quay lớn (3000 vịng/p – tương ứng với tần số 50Hz hệ thống điện Việt Nam) công suất định mức Pđm=63 MW Nhà máy phải cấp công suất cho phụ tải địa phương hiệu điện 10 kV Vì vậy, hiệu điện định mức máy phát chọn 10 kV để sử dụng thêm máy biến áp cho phụ tải địa phương Từ yêu cầu trên, tra sổ tay kỹ thuật (Phụ lục II, trang 99, Nguyễn Hữu Khái – Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp), ta chọn máy phát có thơng số sau: S Ký hiệu TBΦ-63-2T 1.2 dm MVA 78,75 P dm MVA 63 cosφφdm 0,8 U I dm kV 10,5 dm kA 4,33 Điện kháng tương đối Xd Xd' 0,153 0,224 Xd 2,199 Tính tốn phụ tải cân công suất Chất lượng điện yêu cầu tối quan trọng phụ tải Để đảm bảo chất lượng điện thời điểm, điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ hộ tiêu thụ, bao gồm tổn thất điện Vì điện có khả tích lũy nên việc cân công suất quan trọng Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Việc nắm quy luật biến đổi này, tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào công cụ 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 ra, dựa vào đồ thị phụ tải cịn cho ta chọn cơng suất máy biến áp Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải cho dạng phần trăm cơng suất tác dụng Từ đó, ta tính tốn cơng suất tác dụng ( Pt) cho thời điểm công suất biểu kiến cho thời điểm theo cơng thức: Pt = St cosφφ 1.2.1 Phụ tải nhà máy Gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất 63 MW Biến thiên phụ tải hàng ngày nhà máy sau: t (h) PNM (%) PNM(MW) SNM(MVA) 0-6 85 214,2 267,75 6-12 100 252 315 12-16 80 201,6 252 16-20 100 252 315 20-24 85 214,2 267,75 Bang Bảng biến thiên phụ tải nhà máy SNM(MVA) 315 340 320 315 300 267 75 267.75 252 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 00 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hình 1: Đồ thị phụ tải nhà máy Công suất tự dùng cực đại 6.5% công suất định mức nhà máy, cosφTD = 0.8, từ tính tốn cơng suất tự dùng theo cơng thức sau STD=α ×SSNM ×S ¿) Trong đó: St cơng suất nhà máy thời điểm xét (MVA) 21 22 23 24 S α NM công suất đặt nhà máy (MVA) hệ số công suất tự dùng nhà máy (6.5%) t (h) 0-6 6-12 12-16 18,632 20,475 18,018 STD (MVA) 16-20 20,475 20-24 18,6323 Bang Công suất tự dùng nhà máy