Giáo trình nhà máy điện và trạm biến áp  phần điện

H U Ỳ N H ĐỨ C HOÀN Trung Tắm Thông Tin - Tư Liêu — €>Hqn V V P llllỉlllllllllillllllIllillHIIIIII GIÁO TRÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN VÀTRẠM BIẾN ÁP (PHẦ N Đ IỆN ) Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! HUỲNH ĐỨC HỒN GIẢO TRÌNH r iH H m t ìy a iẸ n V À T R R m B iẾ n R P (PHÀN ĐIỆN) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT LỜI NÓI ĐÀU hực chủ trương đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo Trường Đại học Quy Nhơn, tác giả biên soạn giảo trình “Nhà mảy điện trạm biến áp (Phần điện)’’ với kiến thức để đảp ứng nhu cầu sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật điện - Điện tử trình đào tạo nhà trường Giảo trình bao gồm chương: Chương 1: Khái niệm bàn nhà máy điện trạm biển áp; Chương 2: Chế độ làm việc điểm trung tỉnh hệ thống điện; Chương 3: Sơ đồ nối điện nhà máy điện trạm biển áp; Chương 4: Mảy biến áp điện lực; Chương 5: Các khỉ cụ điện phần dẫn điện; Chương 6: Thiết bị phân phổi điện; Chương 7; Mảy phát điện đồng Giáo trình sử dụng tài liệu giáo khoa cho sính viên ngành kỹ thuật tài liệu tham khảo cho cản bộ, kỹ sư nghiên cứu nhà mảy điện trạm biến áp hệ thống điện Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô, bạn bè, nghiệp dóng góp ý kiến tạo điều kiện để hồn thành giáo trình Tuy nhiên, trình độ có hạn tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả rât mong ý kiến đóng góp bạn đọc để ngày hồn chỉnh giáo trình Tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI Đ Ầ U Chương KHÁI NIỆM c BẢN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Nhà máy đ iệ n 1.2 Trạm biến áp 21 1.3 Đồ thị phụ tải 21 CÂU HỎI ÔN TẬ P 33 Chitơng CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐIỂM TRUNG TÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 34 2.1 Mạng điện ba pha trung tính cách điện đ ất 34 2.2 Mạng điện ba pha trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang 39 2.3 Mạng điện ba pha trung tính trực tiếp nối đ ấ t 40 2.4 Trung tính g iả 41 2.5 Dòng điện làm việc tính tốn lâu dài khí cụ điện phần dẫn đ iệ n 42 CÂU HỎI ÔN TẬ P 45 Chương S ĐỒ NỐI ĐIỆN CỬA NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 46 3.1 Khái niệm chung 46 3.2 Các yêu cầu sơ đồ nối đ iệ n 46 3.3 Các ký hiệu sơ đồ nối điện 48 3.4 Các dạng sơ đồ cấu trúc nhà máy điện 49 3.5 Các dạng sơ đồ cấu trúc trạm biến p .57 3.6 Các dạng sơ đồ nối điện 59 3.7 Tự dùng nhà máy điện trạm biến áp 83 CÂU HỎI ÔN TẬ P 100 Chương MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN L ự c 102 4.1 Khái niệm 102 4.2 Các thông sô định mức máy biển áp 103 4.3 Hệ thống làm mát máy biến áp 103 4.4 Các loại máy biến p 104 4.5 Khả tải máy biến áp 114 4.6 Chọn máy biến áp 117 CÂU HỎI ÔN TẬP 119 Chương CÁC KHÍ c ụ ĐIỆN VÀ CÁC PHÂN DẪN Đ IỆN .120 5.1 Lực điện động ừong khí cụ điện phần dân đ iện 122 5.2 Các loại khí cụ điện nhà máy điện trạm biến p 142 5.3 Các phân dân điện nhà máy điện trạm biến p 153 5.4 Các điêu kiện chung để chọn khí cụ điện phần dẫn đ' 167 — : cúc khí cụ diện 169 5.6 Chọn phần dẫn đ iệ n 173 CÂU HỎI ÔN TẬP 132 Chương THIẾT BỊ PHÂN PHỐI Đ IỆN 185 6.1 Khái niệm chung 185 6.2 Thiết bị phân phối điện n h 191 6.3 Thiết bị phân phối điện trờ i 195 CAU HỎI ÔN TẬP 197 Chương MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG B ộ 200 7.1 Khái niệm chung 200 7.2 Hệ thống kích từ 210 7.3 Thiết bị diệt từ 218 7.4 Hệ thống làm m át 219 CÂU HỎI ÔN TẬP 220 PHỤ LỤC r r z z z z i l i r l ' i z " " ' 221 TÀI LIỆU THAM K H Ả O Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 257 - Chương 1. KHÁỈ NIỆM Cơ BẢN NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIÊN ÁP 1.1 NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện nơi sản xuất điện có thêm nhiệt từ dạng lượng tự nhiên khác - Hóa năng: than, dầu, khí đốt - Thủy năng: lượng dòng chảy - Năng lượng nguyên tử - Các dạng lượng đặc biệt khác: sức gió, mặt trời, địa nhiệt —> Các loại nhà máy điện: nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử, điện mặt trời, phong điện, điện địa nhiệt 1.1.1 Nhà máy nhiệt điện Hình :Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện loại nhà máy sản xuất nhiệt điện từ dạng lượng như: than, dầu, khí đốt gồm hai loại: nhà máy nhiệt điện ngưng nhà máy nhiệt điện rút a Nhà máy nhiệt điện ngưng Nhà máy nhiệt điện ngưng nhà máy điện làm nhiệm vụ sản xuất điện năng, tức tồn nước lị xuât sử dụng sản xuất điện Nhiên liệu dùng cho nhà máy than đá, than bùn, loại khí đốt hay dầu đốt D O > Nguyên lý hoạt động Nhiên liệu từ kho nhiên liệu qua hệ thống cung cấp nhiên liệu đưa tới lò Trong lò xảy q trình cháy làm chuyển hóa lượng nhiên liệu thành nhiệt nước Khói từ lị qua hâm nước 5, sấy khơng khí 6, quạt khói đẩy khói đến ống khói để thài ngồi Hình 1.2: Sơ đồ 1- Kho nhiên liệu; 2- Hệ thống cốp nhiên liệu; 3- Vòi phun; 4- Lò hơi; 5- Bộ hâm nước; 6- Bộ sây không khi; nguyên lý nhà máy nhiệt điện ngưng 13- Bình gia nhiệt họ óp; 7- Quọt gió; 14- Bơm nước ngưng tụ; 8- Ống khói; 15- Bơm nước tuân 9- Quọt khói; 10- Bình gia nhiệt cao hồn; áp; 16- Nguồn nước; 11- Bơm cấp nước; 17- Bình ngưng tụ; 12- Bộ khử khí; 18- Turbine Nước từ bình khử khí 12 bơm cấp nước 11 bơm qua bình gia nhiệt cao áp 10, hâm nước vào lò Trong lò hơi, nước nhận nhiệt từ nhiên liệu cháy biến thành nước có áp suất nhiệt độ cao (p = 130 -ĩ- 300 at, t = 540 + 665°C) Hơi nước khỏi lò đưa vào turbine 18 Tại turbine, nhiệt nước biến đổi thành làm quay turbine Lúc này, áp suât nhiệt độ nước giảm xuống Turbine quay làm quay máy phát điện để biến thành điện năng, truyền qua máy biến áp để hòa vào lưới điện Hơi nưởc sau khỏi turbine có áp suất nhiệt độ thấp (p = 0,03 -í- 0,04 at, t = 30 -ỉ- 40°C) mang theo lượng nhiệt đáng kể khơng sử dụng vào bình ngưng 17 Trong bình ngưng, nước ngưng lại thành nước nước từ bơm nước tuần hoàn 15 đẩy vào Nước từ bình ngưng 17 bơm nước tụ 17 đưa qua bình gia nhiệt hạ áp 13 để trở lại bình khử khí 12 Một phần nước đưọc trích từ turbine để cung cấp cho bình gia nhiệt cao áp 10, bình khử khí 12 bình gia nhiệt hạ áp 13 > Đặc điểm - Nhà máy thường xây dựng gần nguồn nhiên liệu, xây dựng nhà máy điện cần xây dựng đường dây cao áp để truyền tài đến trung tâm phụ tải - Phụ tải cấp cho khu vực gần nhà máy (phụ tải địa phương) nhỏ, nên hầu hết điện sàn xuất dược phát hết lên lưới cao áp đê cung cấp cho phụ tải xa - Có thể làm việc với tải p„ii„ < p < Pmax - Hiệu suất thấp T| = 30 + 42% - Lượng điện tự dùng lớn -ỉ- 15% - Xây dựng nhà máy nhiệt điện, cần vốn nhỏ, thời gian xây dựng nhanh, nhiên giá thành điện lại cao - Khối lượng nhiên liệu lớn Gây ô nhiễm môi trường - Thời gian khởi động lâu, từ lúc hoạt động đen phát điện -ỉ- lOh b Nhà máy nhiệt điện rủỉ Nhà máy nhiệt điện rút nhà máy vừa sản xuất điện năng, vừa sản xuất nhiệt Hơi nước hay nước nóng truyền từ nhà máy đến hộ tiêu thụ hệ thống ống dẫn để sử dụng vào mục đích cơng nghiệp sinh hoạt (hệ thống dẫn nước vịng bán kính km; hệ thống dẫn nước nóng vịng bán kính 5-^8 km) Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện rút 1- Kho nhiên liệu; 2- Hệ thống câp nhiên liệu; 3- Vòi phun; 4- Lò hơi; 5- Bộ hâm nước; 6- Bộ sấy khơng khí; 7- Quợt gió; 10 15- Bơm nước tuần 8- Ống khói; hồn; 9- Quạt khỏi; 16- Nguồn nước; 10- Bình gia nhiệt cao 17- Bình ngưng tụ; áp; 11- Bơm cốp nước; 18- Turbine 12- Bộ khử khí; 19- Bộ hâm nước; 13- Bình gia nhiệt họ áp; 20- Bơm nước; 14- Bơm nước ngưng tụ; 21- Bơm > Nguyên lý hoạt động tương tự nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, phần nước trích từ turbine để cung cấp cho hộ tiêu thụ nhiệt Phàn nước trích qua hâm nước 19 để làm nóng nước cúng cấp cho hệ thống lưới nước nóng Nước sau sử dụng hộ tiêu thụ nhiệt bơm nước 20 đưa trở hâm nước 19 Hơi nước trích từ turbine, sau qua hâm nước 19 dưa bình khử khí qua bơm 21 Đặc đicni - Xây dựng gần phụ tải nhiệt - Phần lớn điện sản xuất cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát - Hiệu suất cao 1] = 60 -í- 70% kết hợp việc sản xuất điện nhiệt - Một số đặc điểm khác tương tự nhiệt điện ngưng 1.1.2 Nhà máy thủy điện Hình :Nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện nhà máy điện dùng lượng dòng chảy nước để sản xuất điện Trên toàn giới 18% lượng điện sản xuất từ nhà máy thủy điện Tại Việt Nam vai ưò nhà máy thủy điện quan trọng hệ thống lượng quốc gia 11 MÁ Y BIẺN Á P T NGẪU BA PHA Uajm = 220 kV, 500 kV Kích th c (m ) Tổn thất (kw) U n (% ) Đ iện áp (kv) Sđm Kiểu (ý.) (MVA) Cao Trung Hạ C/T C/H G \iỉ tiền (:1 ’ ) Nước sx AP n AD APo T/H Trọnig lư ợ n g (1tấn) C/T C/H T/H □ B c Dầu Tổng Rúp USD VND At/ựhí 30 230 121 6,6;11;38,5 10,2 15 9,9 2,8 70 90 80 80 11,6 5,7 7,6 61 5,6 73 NGA At/ ịth 32 230 121 6,6;11;38,5 11 34 21 0,6 70 92 80 80 11,6 5,7 7,6 61 146,5 81,5 NGA •• 60 230 121 6,6;11;38,5 9,35 34 22,9 2,0 110 180 150 150 9,41 6,89 8,39 66,2 166,3 94 NGA 63 230 121 6,6;11;38,5 11 35 22 0,5 45 400 220 40 10,75 5,3 7,65 67 0,2 90 230 121 11;6,3 10,5 27,2 17,4 150 360 240 205 12,58 7,69 7,61 54 92,7 100 230 121 6,6;11;38,5 11 31 19 0,5 75 260 " 120 230 121 11:38,5 10,5 36,3 23 150 " 125 230 121 6,6;11;13,8;38,5 11 31 19 0,5 85 290 ” 160 230 121 6,6;11;13,8 11 32 20 0,5 100 80 " 180 230 121 6,6;11;13,8 11 32 20 0,5 85 80 " 200 230 121 15,75:38,5 11 32 20 0,5 125 430 " 240 230 121 10,5:38,5 10,6 35,5 22,8 380 730 " 250 230 121 11:13,8:15,75:38,5 11 32 20 0,4 145 520 430 390 " 360 230 121 10*35 28 18 1,4 450 900 00 50 O /ựrA 40 2 A ? 2 /^ 10,5 2,8 21,8 2,5 85 135 80 100 40 2 /\ T 29,35 19,55 1,85 80 ATa HTH 245 221/ ự ỉ 11/ ,5 /< /3 8,35 NGA 159 NGA NGA 235 500 7,7 6,1 7,35 4 ,6 162,5 NGA 230 13 5,84 8,05 63,5 84,6 NGA NGA 360 320 139 9,3 3,74 ,57 49 197 150 NGA 13,5 5,5 6,35 75 250 288 NGA 10,36 6,01 6,8 62 218,9 270 NGA 12,7 4,65 8,35 84 260 159 NGA NGA 6,65 5,5 7,45 ,8 92 246 u«(%) Đ iện áp (kV) Kiếu S(Jm (%) - (MVA) Cao Trung Hạ CA C/H AP« APo CA i " 40 242/V ĩ 221/>/3 6,3/V ĩ 10,8 30,5 " 40 220/ V ĩ 221/ V J 6,3/Vã 8,2 " 60 220/ -Jĩ 221/ V3 11 V ĩ " 80 220/ V ĩ 110/>/ĩ A O fự r 80 242/ Vã 221/V ĩ " 80 220/ s " Kích th c (m) Tổn th ấ t (kW) C/H D B c Trọng lư ợn g (tẩn) Tổng T/H 77 173,1 30,5 2,7 77 116 8,5 27,4 120 225 120 140 7,1 5,5 7,62 44,3 128,7 11 V ĩ 13 34 2,5 150 245 150 160 8,12 5,8 7,62 45,1 131 13,8 >/3 12 11,7 1,5 110 210 165 145 7,81 6,23 8,17 221/V ĩ 11 >/3 6,2 22,4 4,5 110 210 165 145 95 230/V ĩ 138/V3 11 V ĩ 10,5 14,2 2,8 208 306 •• 95 220/ V ĩ 138/V ĩ 11 >/3 11 10 u,5 80 310 9,3 5,82 8,3 143 " 138 242/ V J 121/ V ĩ 13,8^3 15,5 14,2 208 306 9,45 6,25 8,65 63,2 188,5 15 21 21 ị Nước sx Dầu 1,68 ; Giá tiền (1 3) 51 153 Rúp USD VND MÁ Y BIẾN Á P T NGĂU MỘT PHA TĂNG Á P 500kV AOŨTs AO ỊỊTH iị Kiểu Tổn thất (kw) UN(94) Đ iện áp (kv) Sđm (MVA) (94) Cao Trung Hạ C/T C/H T/H Kích th c (m) Trọng lư ợ n g (tấn) Giá tiền (1133) N ước sx AP n D APo C/T C/H T/H - 366 - - 320 105 325 95 80 0,4 105 26 158 130 17,5 0,4 105 325 220 185 12,5 12,5 0,35 130 420 90 80 23 12.5 12,5 3,5 130 42 115 90 8,5 23 12,5 12,5 3,5 130 420 20 95 9,5 67 61 61 58 70 320 - - 90 500 110 11 11,4 20,7 8,6 8,6 3,5 265 90 500 121 11;38,5 9,5 18,5 8 3,5 265 167 0 /3 /3 11;38,5 9,5 29 17,5 17,5 0,4 167 0 /3 /3 13,8 9,5 29 17,5 17,5 167 0 /3 /3 15,75;20 9,5 29 17,5 267 0 /3 /3 11;13,8;38,5 8,5 23 267 500/3 /3 15,75 8,5 0 /3 /3 20 167 0 /3 /3 11;38,5 107 0 /3 /3 417 0 /3 /3 11;15,75;20;38,5 267 0 /3 /3 11;15,75;38,5 B c Dầu Tống Rúp USD VND 247 248 MÁ Y BIÊN Á P MỘT PHA HAI í )A/ DÁ Y ơctfm = 110; 220; 500 kV kiều O ũ O ỊỊT Ị S