Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Em đợc giao nhiệm vụ thiết kế gồmnội dung sau:Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện ngng hơi, gồm 4 tổ máy, côngsuất của mỗi tổ là 110MW cấp điện cho phụ tải cấp điện áp má

Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Lời nói đầu Nhu cầu lợng nói chung, nhu cầu lợng điện nói riêng ngày gia tăng cách mạnh mẽ tất nớc giới Việc sử dụng nguồn lợng có, qui hoạch phát triển nguồn lợng mới, có lợng điện cách hợp lý, đảm bảo nhu cầu an ninh lợng mà mét vÊn ®Ị mang nhiỊu ý nghÜa vỊ kinh tÕ, trị xà hội, xuất phát từ thực tế sau học xong chơng trình ngành hệ thống điện Em đợc giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện ngng hơi, gồm tổ máy, công suất tổ 110MW cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát, phụ tải trung áp 110kV, phụ tải cao áp 220kV phát vào hệ thống 220kV Phần II: Tính toán ổn định cho nhà máy Em xin đợc trân thành cảm ơn: Các thầy giáo, cô giáo môn Hệ thống điện - Khoa điện - Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội, đà trang bị kiến thức cho em trinh học Đặc biệt cảm ơn thầy giáo: PGS - TS Phạm Văn Hoà Đà nhiệt tình hớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thiết kế đồ án Tuy nhiên thời gian khả có hạn, tập đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy, cô giáo hội ®ång coi vµ chÊm thi tèt nghiƯp chØ dÉn vµ giúp đỡ Em xin trân trọng cảm ơn ! Sinh viên Trần Việt Hng Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Phần I Phần điện nhà máy nhiệt điện ngng 440MW Chơng I Tính toán phụ tải - chọn sơ đồ nối dây 1-1 Chọn máy phát điện Trong nhà máy điện, máy phát biến đổi thành điện Ngoài với khả điều chỉnh đợc công suất Máy phát điện giữ vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lợng điện Dùa vµo nhiƯm vơ thiÕt kÕ vµ sè liƯu ban đầu nhà máy nhiệt điện ngng gồm tổ máy, tổ máy có công suất định mức P = 110 MW, ta cã thĨ chän m¸y ph¸t ®iƯn cã ký hiƯu lµ: TB  - 120 -2T3 : với thông số kỹ thuật nh bảng 1-1 sau: B¶ng 1- S (MVA) 129,412 P (MW) 110 n (V/p) 3000 U (kV) 10,5 Co 0,85 IdmStato (A) 7760 IdmRoto (A) 1830 Xd’’ 0,190 ' Xd 0,278 Xd 1,91 1-2.Tính toán phụ tải cân công suất Để đảm bảo chất lợng điện thời điểm công suất nhà máy điện phát phải hoàn toàn cân với công suất tiêu thụ (kể tổn thất công suất mạng điện) Nh việc tính toán phụ tải cân công suất hệ thống điện vô quan trọng Trong thực tế mức độ tiêu thụ điện phụ tải lại thay đổi theo thời gian Do việc nắm vững quy luật tức là: tìm đợc dạng đồ thị phụ tải điều rÊt quan träng víi ngêi thiÕt kÕ vµ ngêi vËn hành, nhờ có đồ thị phụ tải mà lựa chọn đợc phơng án, sơ đồ nối điện phù hợp để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài đồ thị phụ tải cho phép chọn dung lợng máy biến áp, phân bố đợc công suất tối u nhà máy điện tổ máy nhà máy điện Để chọn dung lợng tính toán tổn thất máy biến áp, cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngày nhà máy Máy biến áp đ ợc chọn theo công suất biểu kiến mặt khác hệ số Cos cấp điện áp khác không nhiều nên cân công suất tính toán công suất cấp điện áp nhà máy thiết kế Công thức chung S để tính toán HTthiết kÕ nh sau: S C S= T P% Pmax 100.Cos (1-1) Trong đó: S : Công suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp Pmax: Công suất tác dụng cực đại P % : Công suất tínhMáy theobiến công suất cực đại % áp Cos : Hệ số công suất phụ tải F SUF STD Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Sơ đồ chung nhà máy điện 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Phụ tải nhà máy theo thời gian đợc xác định theo c«ng thøc (1-1) víi Pmax = 440 (MW) Cos = 0,85 => SNMmax = Pmax Cos = 440 0,85 =517,647 (MVA) Kết tính toán ghi bảng 1-2: Bảng 1-2 Thêi gian t(h) STNM% STNM(t)(MVA) 010 80 414,118 1012 90 465,882 1218 100 517,647 1824 90 465,882 Ta cã đồ thị phụ tải sau: STNM(MVA) 600 500 517,647 414,118 465,882 465,882 400 200 Hình 1-1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Đồ thị phụ tải trung áp 10 110 24 12 kV 18 Đồ thị phụ tải trung áp 110kV đợc xác định tơng tự nh trªn víi Pmax = 160 (MW) ~ Cos = 0,86 => S T max P 160 max = Cos 0,86 = 186,047 (MVA) t(h) Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Kết tính toán đợc ghi bảng 1-3 Bảng 1-3 Thêi gian t(h) ST % (t) ST (MVA) 06 90 167,442 610 80 148,837 1014 90 167,442 1416 100 186,047 1620 90 167,442 2024 80 148,837 Ta cã ®å thị phụ tải sau: ST(MVA) 200 186,047 167,442 150 167,442 167,442 148,837 148,837 100 Hình 1-2: Đồ thị phụ tải ngày đêm trung áp 1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 10 14 16 20 24 Víi :U®m = 10,5 kV Pmax = 18 (MW) Cos = 0,83 t(h) => S UF = 21,687 (MVA) Kết tính toán đợc ghi b¶ng 1-4: max B¶ng 1-4 SUF(MVA) Thêi gian t(h) 08 80 SUF% 20 17,349 SUF(t)(MVA) 17,349 812 1214 19,518 70 80 15,18117,349 17,349 15,181 15 21,687 1416 1618 9019,581 100 19,518 21,687 17,349 1822 90 19,518 2224 80 17,349 Ta có đồ thị phụ tải sau: 10 ` 12 14 16 18 22 24 Hình 1-3: Đồ thị phụ tải ngày đêm cấp điện áp máy phát t(h) Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng Đồ thị phụ tải tự dùng đợc xác định theo c«ng thøc sau: (t ) STD(t) =  p NM S (0,4  0,6 NM ) (1-2) CosTD S NM Trong đó: STD(t): phụ tải tự dùng thời điểm t PNM = 440 MW công suất tác dụng nhà máy SNM(t): Công suất nhà máy phát thời điểm t SNM: Công suất đạt toàn nhà máy SNM = 517,647MVA : Số phần trăm lợng điện tự dùng ( = 7%).) CosTD =0,82 Kết tính toán đợc ghi bảng 1-5 : Bảng 1-5 Thêi gian t(h) 010 1012 1218 1824 SNM(t)(MVA) STD(t)(MVA) 414,118 33,054 465,882 35,307 517,647 37,561 465,882 35,307 Ta cã đồ thị phụ tải nh sau: F2 40 33,054 35,307 37,651 35,307 30 20 Hình 1- Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 10 12 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp 220 kV 18 24 t(h) Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Với: Pmax =130 MW Cos = 0,86 => SCmax= Pmax 130  151,163 (MVA) Cos 0,86 Kết tính toán đợc ghi bảng 1-6: B¶ng 1-6 Thêi gian t(h) SC% SC(t)(MVA) 04 70 105,814 412 80 120,930 1220 90 136,047 2022 100 151,163 2224 80 120,930 SC(MVA) 151,163 150 136,047 120,930 120,930 105,814 100 50 Hình 1-5 Đồ thị phụ tải ngày đêm bên cao áp suất phát 1.2.6 Công vào hệ thống 12 20 22 24 Công suất phát vào hệ thống đợc xác định theo công thức sau: SVHT (t) = STNM (t) - [ STD(t) + ST(t) + SUF(t) + SC (t)] Trong đó: SNM(t): Công suất nhà máy thời điểm t STD(t): Công suất tự dùng thời điểm t ST(t): Công suất phụ tải trung áp thời điểm t SUF(t): Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm t SC(t) : Công suất phụ tải cao áp thời điểm t Kết tính toán đợc ghi bảng 1- 7: t(h) B¶ng 1-7 t(h) SNM(t) STD(t) SC(t) ST(t) SUF(t) SVHT(t) 0 414,118 33,054 105,814 167,442 17,349 90,459 46 414,118 33,054 102,930 167,442 17,349 75,343 68 414,118 33,054 102,930 148,837 17,349 93,948 810 414,118 33,054 102,930 148,837 15,181 96,116 1012 465,882 35,307 102,930 167,442 15,181 127,022 Ta cã ®å thị phụ tải nh sau: 1214 517,647 37,561 136,407 167,442 17,349 159,248 1416 517,647 37,561 136,407 186,047 19,518 138,474 1618 517,647 37,561 136,047 167,442 21,687 154,910 1820 465,882 35,307 136,407 167,442 19,518 107,568 2022 465,882 35,307 151,163 148,837 19,518 111,057 2224 465,882 35,307 102,930 148,837 17,349 143,459 Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt ®iÖn S (MVA) 517,647 500 465,882 465,882 450 414,118 SNM 400 379,173 SVHT 362,737 358,399 350 358,314 354,825 338,860 338,775 322,423 320,170 318,002 323,659 300 Hình 1-6: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy SC 250 243,126 217,845 217,930 199,240 200 222,352 226,690 222,267 203,662 201,493 197,072 150 ST 100 57,079 59,248 50,488 54,910 48,235 1.3 Chọn phơng pháp nối dây: 50,403 50 54,825 52,656 Qua kết tính thấy nhiệm vụ nhà máy STDtoán cân c«ng suÊt ta nhËn 21,687 19,5 19,518 thiÕt kÕ cung cÊp ®iƯn cho hƯ15,181 thèng ®iƯn qua líi cho phơ tải cấp 17,349 17,349 18 điện 220kV cung cấp17,349 SUF 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện điện ¸p 110kV vµ 220 kV Nh vËy ta cã thĨ đa số nhận xét xây dựng phơng án nối dây nh sau: - Giả sử phụ tải địa phơng lấy điện từ đầu cực máy phát Vậy tổ trích lợng điện: max SUF 21,687 = =10,844 (MVA) Khi lợng điện cấp cho phụ tải địa phơng chiếm: max SUF 100 21,687.100  8,379(%)  15(%) 2.S dmF 2.129,412 Do vËy không cần góp điện áp máy phát cho phụ tải địa phơng UC = 220kV; UT = 110kV Trung tính cấp điện áp nối đất trực tiếp Mặt khác hệ số có lợi = U C  U T 220  110  0,5 UC 220 Do vËy cã thĨ dïng m¸y biÕn ¸p tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc - Cấp điện áp 110KV có công suất :STmax = 186,047 (MVA) STmin = 148,837(MVA) Mµ: SdmF = 129,4(MVA).VËy cã thĨ ghÐp tõ 12 bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuộn dây lên góp 110 kV - Cấp điện áp 220kVcó: Phụ tải cao220kV: SCmax =151,163 (MVA) SCmin =105,814 (MVA) Công suất phát hệ thống: SHTmax = 159,248 (MVA) H SHTmin = 75,343MVA) T Sdt = 200(MVA) 220kVDo vËy cã thĨ ghÐp tõ ®Õn máy phát110kV - máy biến áp kể máy biến áp tự ngẫu cuộn dây bên cao áp Trên sở phân tích trên, ta đa số phơng án nối dây nh sau: 1.3.1 Phơng án I: (Hình 2-1) phơng pháp ta ghÐp hai bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p hai cuộn dây phía trung áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải trung áp AT1 AT2 T3biến áp tự ngẫu T4 Để liên lạc cấp điện ¸p: 10,5; 110; 220kV ta dïng hai m¸y Sc ~ F1 ~ ST F2 ~ F3 ~ F4 §å án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Hình 2-1 Sơ đồ nối điện phơng án I * Ưu điểm: có hai chủng loại máy biến áp; thiết bị phân phối phía cao đơn giản; vận hành linh hoạt, vốn đầu t * Nhợc điểm: Công suất hai máy phát - máy biến áp lớn công suất phụ tải phía trung vào thời điểm phụ tải max nên nguồn công st thõa ®i vỊ phÝa hƯ thèng ®ã tỉn thất công suất máy biến áp cao 1.3.2 Phơng án II: (Hình 2-2) phơng án ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc cấp điện áp 10,5 kV, 110kV, 220kV Nhng phía 110kV ta để máy phát - máy biến áp chuyển máy phát - máy biến áp sang bên điện áp cao 220kV để cung cấp thêm nguồn công suất phát phía hệ thống * Ưu điểm: việc phát công suất máy phát với phụ tải tơng ứng * Nhợc điểm: có máy phát - máy biến áp bên cao nên vốn đầu t ban đầu so với phơng án I lớn phân phối phía cao phức tạp SC ST H T 220kV T1 110kV AT3 AT2 ~ F1 ~ F2 ~ F3 T4 ~ F4 Đồ án tốt nghiệp Phần I-Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Hình 2-2 Sơ đồ nối điện phơng án II 1.3.3 Phơng án III: (Hình 2-3) phơng án ta dïng bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p ba pha cuộn dây để cung cấp điện cho phụ tải điện áp trung 110kV Bên cao 220kV ta cịng dïng hai bé m¸y ph¸t M¸y biÕn ¸p pha cuộn dây để cung cấp điện cho phụ tải 220kV hệ thống 220kV dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hệ thống gãp 110kV, cã cuén h¹ cung cÊp cho phụ tải địa phơng trích phần cho dù phßng tù dïng H T SC ST 110kV 220kV T1 T T2 AT2 AT1 T3 T4 H×nh 2-3 Sơ đồ nối điện phơng án III F4 F3 ~ F2 STD SUF ~ F1* Ưu~điểm: ~ Sơ đồ làm việc tin cậy đảm bảo tính linh hoạt cho trạng thái vận ~hành Do phụ tải địa phơng đợc trích từ cuộn hạ máy biến áp liên lạc nên đảm bảo cung cấp điện cách liên tục * Nhợc điểm: Sử dụng nhiều chủng loại máy biến áp, thiết bị phân phối lên phía cao phức tạp nên vốn đầu t cao 10