Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Tài chính - Ngân hàng TRƯỜ NG........................... KHOA……………………….. Đồ án thiết kế nhà máy điện Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 1 - LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình phát triển của một quốc gia thì điện năng là mộ t trong những nguồn năng lượng không thể thiếu được. Điện năng phục vụ đắc lự c cho mọi hoạt động, trong mọi ngành nghề của xã hội. Để hiểu được tầm quan trọ ng của điện năng và vận hành tốt được hệ thống điện thì người giáo sư, tiến sĩ và các chuyên gia…của ngành điện góp phần không nhỏ, là một sinh viên ngành hệ thống điện em rất hiểu điều đó. Trong quá trình học tập trong nhà trường thì việ c thiết kế phần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp, nó bao gồ m nhiều yếu tố mang tính độc lập cao, đòi hỏi người thiết kế phải nắm bắt mộ t cách tổng quát công việc mình làm, vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đ ã tích góp được trong học tập và trên thực tế cũng như những ảnh hưởng củ a các yếu tố bên ngoài đến thiết kế thi công, công trình và vận hành. Thiết kế phần điện trong nhà máy điện (một khâu quan trọng của hệ thống điện) trong khi đ ang ngồi trên ghế nhà trường sẽ giúp em có được không ít kinh nghiệm để chuẩn bị trước khi ra công tác. Để hoàn thiện được đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện củ a Trường ĐHBK Hà Nội, đặc biệt là thầy GS.TS. Lã Văn Út. Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên chắc chắn em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự quan tâm, đ óng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 2 - MỤC LỤC CHƯƠ NG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I. Chọn máy phát điệ n ..................................................................... 3 II. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ở các cấp điện áp................4 CHƯƠ NG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP I. Lựa chọn máy biế n áp .........................................................................17 II. Tính tổn thất điện nă ng .......................................................................32 III. Tính toán dòng cưỡng bức ................................................................41 CHƯƠ NG III CHỌN MÁY CẮT - TÍNH TOÁN KINH TẾ -KĨ THUẬ T CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU I. Chọn máy cắ t .......................................................................................48 II. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối.............................................................52 CHƯƠNG IV Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 3 - TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH I. Đặt vấn đề ........................................................................................60 II. Chọn điểm ngắn mạch ........................................................................61 CHƯƠ NG V CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN I. Chọn máy cắ t và dao cách ly ...............................................................85 II. Chọn thanh dẫn và thanh góp .............................................................87 CHƯƠ NG VI CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG I. Chọn sơ đồ nối điện ...........................................................................112 II. Chọn thiết bị tự dùng ..........................................................................112 CHƯƠNG I Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 4 - TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điệ n. Nhà máy có số tổ máy phát điện là 4 tổ máy và có công suấ t là 400MW. Nhà máy nối với hệ thống bằng 2 lộ đường dây 220kV, chiều dài mỗi lộ là 110km. Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế ) là 4400MVA, công suấ t dự trữ hệ thống là 12, điện kháng ngắn mạch ( tính đến thanh cái của hệ thố ng nối với đườ ng dây ) là 0,65. - Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tả i: + Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm =10,5kV + Phụ tải điện áp trung có Uđm =110kV - Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) có Uđm =220kV. Trong khi thiết kế chọn máy phát điện ta cần chú ý những điể m sau: + Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ . Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không được lớn hơn dự trữ quay về hệ thố ng. + Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau, nên chọ n các máy phát điện cùng loạ i. + Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn các khí cụ điệ n hơ n. Tuy nhiên do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy thì do đó chỉ cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng vớ i các thông số kĩ thuật khác như điện áp, dòng điện, công suất định mức, hệ số công suất cosϕ, các điện kháng x''''d, x''''''''d... Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 5 - Do vậy ta chọn máy phát điện tuabin hơi có các thông số như sau: Tra trong bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng bộ tuabin hơi trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp " của P.GS. Nguyễn Hữ u Khái. Bả ng 1 Thông số định mức Điện kháng tương đốiLoạ i máy phát n vph S MV A P MW U KV Cos ϕ I KA x''''''''d x''''d x d Loạ i máy kích thích THΦ - 120-2 3000 125 100 10,5 0,8 6,875 0,192 0,278 1,907 BIT- 450- 500 II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Ở CÁC CẤP ĐIỆ N ÁP Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện nă ng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng tiêu thụ điện năng ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện nă ng. Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm được quy luật này là tìm được đồ thị phụ tải và điều này rấ t quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lự a chọn được các phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài việc dựa vào đồ thị phụ tả i còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối ưu công suất giữ a các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữ a các nhà máy phát điện vớ i nhau. Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 6 - và hệ số công suất cosϕ của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải ở các cấp điệ n áp theo công thức biểu kiế n sau: S t= max p cos ϕ × P (1) Trong đ ó: S t là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điể m t, MVA P là công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực đạ i P max là công suất của phụ tải cực đạ i, MW cosϕ là hệ số công suất của từng phụ tải 1. Phụ tải các cấp. 1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV Phụ tải cấp điện áp máy phát đã cho P max =16,4MW, cosϕ =0,8 Phụ tảI bao gồm các đườ ng dây: 4kép x3,2 MW x4km 1đơ n x1,2 MW x3km Theo đầu bài cho bảng biến thiên công suất tác dụng tại thời điể m t, tính theo phần trăm (), áp dụng theo công thức (1) tính công suất biểu kiến của phụ tải ta có bảng kết quả sau. Bả ng 2 t (h) 0 6 6 10 10 14 14 18 18 24 P 50 70 85 100 60 S UF(MVA) 10,25 14,35 17,425 20,5 12,3 Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp máy Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 7 - phát. 6 10 14 118 224 10,25 14,35 17,4253 220,55 212,31 (t) h S (MWA) 0 8 12 2204 Hình 1 1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV Phụ tải điện áp trung đã cho P max =180MW, cosϕ =0,8 Phụ tảI bao gồm các đường dây: 1kép + 4đơ n Tương tự tính công suất biểu kiến của phụ tải ở cấp điệ n áp máy phát ta có bảng kết quả sau. Bảng 3 Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 8 - T(h) 0 4 4 10 10 14 14 18 18 24 P 75 85 100 90 75 S UT(MVA) 168,75 191,25 225 202,5 168,75 Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp trung. S (MVA) 225 191,25 202,5 168,7 168,7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 2 2. Phụ tải toàn nhà máy Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là Pđ=400MW, cosϕ =0,8 Công suất biểu kiến của toàn nhà máy được tính theo công thứ c: S tnm = MF p cos ϕ × P (2) Dựa vào công thức (2) tính công suất biểu kiến của toàn nhà máy ta có bảng kế t quả sau. Bảng 4 Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 9 - T (h) 0 8 8 12 12 14 14 20 20 24 P 70 90 85 100 70 S(MVA) 350 450 425 500 350 Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn nhà máy. S(MVA) 500 450 425 350 350 t(h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 3 3. Tự dùng Trong nhà máy nhiệt điện thì phụ tải tự dùng chiếm một phần đáng kể khoảng (58) tổng công suất phát ra của nhà máy. Một cách gần đúng ta có Đồ án thiết kế nhà máy điệ n Trường ĐH BK Hà Nội - 10 - thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thứ c sau: S td = α.S nmmax (0,4 + 0,6 max nm nm S S ) Trong đó : S nmmax là công suất đặt củ a nhà máy,MVA S nm là công suất của nhà máy tại thời điểm t,MVA α là số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 0,07 Theo công thức trên thì phụ tải tự dùng của nhà máy gồm hai thành phầ n, một thành phần không phụ thuộc vào phụ tải và một thành phần phụ thuộ c vào phụ tả i. Công suất biểu kiến của tự dùng nhà máy được tính theo công thứ c sau: S td = tnm(t ) MF MF SnP 0, 4 0, 6 nP100 cos cos ⎛ ⎞ ⎜ ⎟α ⎜ ⎟× + × ϕ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ϕ⎝...
Trang 1TRƯỜNG
KHOA………
Đồ án thiết kế nhà máy điện
Trang 2Đồ án thiết kế nhà máy điện
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển của một quốc gia thì điện năng là một trong những nguồn năng lượng không thể thiếu được Điện năng phục vụ đắc lực cho mọi hoạt động, trong mọi ngành nghề của xã hội Để hiểu được tầm quan trọng của điện năng và vận hành tốt được hệ thống điện thì người giáo sư, tiến sĩ và các chuyên gia…của ngành điện góp phần không nhỏ, là một sinh viên ngành hệ thống điện em rất hiểu điều đó Trong quá trình học tập trong nhà trường thì việc thiết kế phần điện trong nhà máy điện là một công việc rất phức tạp, nó bao gồm nhiều yếu tố mang tính độc lập cao, đòi hỏi người thiết kế phải nắm bắt một cách tổng quát công việc mình làm, vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đã tích góp được trong học tập và trên thực tế cũng như những ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến thiết kế thi công, công trình và vận hành Thiết kế phần điện trong nhà máy điện (một khâu quan trọng của hệ thống điện) trong khi đang ngồi trên ghế nhà trường sẽ giúp em có được không ít kinh nghiệm để chuẩn bị trước khi ra công tác
Để hoàn thiện được đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn sự
hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện của
Trường ĐHBK Hà Nội, đặc biệt là thầy GS.TS Lã Văn Út.
Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên chắc chắn em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn
Trang 3Đồ án thiết kế nhà máy điện
MỤC LỤC
CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
I Chọn máy phát điện 3
II Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ở các cấp điện áp 4
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
I Lựa chọn máy biến áp 17
II Tính tổn thất điện năng 32 III Tính toán dòng cưỡng bức 41
CHƯƠNG III CHỌN MÁY CẮT - TÍNH TOÁN KINH TẾ -KĨ THUẬT
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
I Chọn máy cắt 48
II Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 52
CHƯƠNG IV
Trang 4Đồ án thiết kế nhà máy điện
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
I Đặt vấn đề .60
II Chọn điểm ngắn mạch 61
CHƯƠNG V CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN
I Chọn máy cắt và dao cách ly 85
II Chọn thanh dẫn và thanh góp 87
CHƯƠNG VI CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG
I Chọn sơ đồ nối điện .112
II Chọn thiết bị tự dùng 112
CHƯƠNG I
Trang 5Đồ án thiết kế nhà máy điện
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện Nhà máy có số tổ máy phát điện là 4 tổ máy và có công suất là 400MW Nhà máy nối với hệ thống bằng 2 lộ đường dây 220kV, chiều dài mỗi lộ là 110km Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế ) là 4400MVA, công suất
dự trữ hệ thống là 12%, điện kháng ngắn mạch ( tính đến thanh cái của hệ thống nối với đường dây ) là 0,65
- Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải:
+ Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV
+ Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV
- Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) có Uđm=220kV
Trong khi thiết kế chọn máy phát điện ta cần chú ý những điểm sau:
+ Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu
để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không được lớn hơn dự trữ quay về hệ thống
+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau, nên chọn các máy phát điện cùng loại
+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn các khí cụ điện hơn
Tuy nhiên do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy thì do đó chỉ cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng với các thông số kĩ thuật khác như điện áp, dòng điện, công suất định mức, hệ số công suất cosϕ, các điện kháng x'd, x''d
Trang 6Đồ án thiết kế nhà máy điện
Do vậy ta chọn máy phát điện tuabin hơi có các thông số như sau: Tra trong bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng bộ tuabin hơi trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp " của P.GS Nguyễn Hữu Khái
Bảng 1
Thông số định mức Điện kháng tương đối Loại
máy
phát n
v/ph
S MV
A
P
MW
U
KV
Cos
ϕ
I
KA x''d x'd xd
Loại máy kích thích
THΦ-120-2 3000 125 100 10,5 0,8 6,875 0,192 0,278 1,907
BIT-
450-500
II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Ở CÁC CẤP ĐIỆN
ÁP
Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng tiêu thụ điện năng ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi Việc nắm được quy luật này là tìm được đồ thị phụ tải và điều này rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn được các phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài việc dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy phát điện với nhau
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P
Trang 7Đồ án thiết kế nhà máy điện
và hệ số công
suất cosϕ của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải ở các cấp điện áp
theo công thức biểu kiến sau:
St= p max
cos ϕ ×P% (1)
Trong đó:
St là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t, MVA
P% là công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực
đại
Pmax là công suất của phụ tải cực đại, MW
cosϕ là hệ số công suất của từng phụ tải
1 Phụ tải các cấp
1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV
Phụ tải cấp điện áp máy phát đã cho Pmax=16,4MW, cosϕ=0,8
Phụ tảI bao gồm các đường dây:
4kép x3,2 MW x4km
1đơn x1,2 MW x3km
Theo đầu bài cho bảng biến thiên công suất tác dụng tại thời điểm t, tính
theo phần trăm (%), áp dụng theo công thức (1) tính công suất biểu kiến của phụ
tải ta có bảng kết quả sau
Bảng 2
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp máy
Trang 8Đồ án thiết kế nhà máy điện
phát
10,25
14,35 17,4253
220,55
212,31
(t)
h
S (MWA)
Hình 1
1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV
Phụ tải điện áp trung đã cho Pmax=180MW, cosϕ=0,8
Phụ tảI bao gồm các đường dây: 1kép + 4đơn
Tương tự tính công suất biểu kiến của phụ tải ở cấp điện áp máy phát ta
có bảng kết quả sau
Bảng 3
Trang 9Đồ án thiết kế nhà máy điện
T(h) 0 ÷ 4 4 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp trung
S (MVA)
225 191,25 202,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
Hình 2
2 Phụ tải toàn nhà máy
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là Pđ=400MW, cosϕ=0,8
Công suất biểu kiến của toàn nhà máy được tính theo công thức:
Stnm=p § MF
cos ϕ ×P% (2)
Dựa vào công thức (2) tính công suất biểu kiến của toàn nhà máy ta có bảng kết
quả sau
Bảng 4
Trang 10Đồ án thiết kế nhà máy điện
T (h) 0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
S(MVA) 350 450 425 500 350
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn nhà máy
S(MVA)
500
450
425
350 350
t(h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 3
3 Tự dùng
Trong nhà máy nhiệt điện thì phụ tải tự dùng chiếm một phần đáng kể khoảng (5÷8)% tổng công suất phát ra của nhà máy Một cách gần đúng ta có
Trang 11Đồ án thiết kế nhà máy điện
thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:
Std = α.Snmmax(0,4 + 0,6
max nm
nm
S
S )
Trong đó : Snmmax là công suất đặt của nhà máy,MVA
Snm là công suất của nhà máy tại thời điểm t,MVA
α là số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 0,07
Theo công thức trên thì phụ tải tự dùng của nhà máy gồm hai thành phần, một thành phần không phụ thuộc vào phụ tải và một thành phần phụ thuộc vào phụ tải
Công suất biểu kiến của tự dùng nhà máy được tính theo công thức sau:
§ MF
S nP
%
0, 4 0, 6
nP
100 cos
cos
(3)
Dựa vào công thức (3) ta có bảng kết quả sau
Bảng 5
T (h) 0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
Stnm(t) 350 450 425 500 350
Std(MVA) 28,7 32,9 31,85 35 28,7
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải tự dùng
Trang 12Đồ án thiết kế nhà máy điện
S (MVA)
35 32,9
31,85
T(h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 4
4 Công suất phát về hệ thống
Nhà máy thiết kế có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung và phát lượng công suất thừa lên hệ thống 220 kV
Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy bằng tổng công suất tiêu thụ
STNM(t)=STD(t)+SUF(t)+SUT(t)+ SVHT(t)
Vậy công suất phát về hệ thống:
SVHT(t)= STNM(t)- [STD(t)+SUF(t)+SUT(t) ]
Trong đó:
SVHT(t): Công suất về hệ thống tại thời điểm t,MVA
STD(t): Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t,MVA
SUF(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t,MVA
SUT(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t,MVA
STNM(t): Công suất của toàn nhà máy tại thời điểm t,MVA
Thay các giá trị đã tính được ở trên ta được kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất phát về hệ thống ở bảng sau:
Bảng 6
Trang 13Đồ án thiết kế nhà máy điện
T (h) 0 ÷ 4 4 ÷ 6 6 ÷ 8 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24
S UF (t) 10,2 5 10,25 14,35 14,35 17,425 17,425 20,5 12,3 12,3
S UT (t) 1 68,75 191,25 191,25 191,25 225 225 202,5 168,75 168,75
S TD (t) 28,7 28,7 28,7 32,9 32,9 31,85 35 35 28,7
S VHT (t ) 142,3 119,8 115,7 211,5 174,675 150,725 242 283,95 140,25
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị
S(MVA)
283,95
211,5
174,675
150,725 142,3
119,8 140,25
115,7
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h)
Hình 5
5 Đồ thị tổng của toàn nhà máy
Trang 14Đồ án thiết kế nhà máy điện
S(MVA)
500
450 425
S HT 350 350 SΤΝΜ
275,325 271,275 268
238,5 234,2 230,2 ST 216,05 SΤ +S UF +S TD 209,75 207
55,5 50,325 49,275 47,3
S TD
47,25
43,05 38,95 41 S UF +S TD
17,25 20,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h)
Hình 6
6 Nhận xét
Qua đồ thị phụ tải tổng hợp trên ta có một số nhận xét chung như sau:
Nhà máy phát công suất cực đại S = 500 MVA lúc14h - 20h,
Trang 15Đồ án thiết kế nhà máy điện
công suất cực tiểu Snmmin = 350 MVA vào lúc 0h- 8h và 20h - 24 h
Công suất phụ tải trung áp cực đại STmax = 225 MVA vào lúc 10h - 14h và cực tiểu STmin = 168,75 MVA lúc 0h - 4h và 18h - 24h
Công suất phát lên hệ thống cực đại Shtmax =283,95 MVA lúc 18h - 20h và cực tiểu Shtmin = 115,7 MVA lúc 6h - 8h
Công suất phụ tải điện áp máy phát cực đại Sđfmax = 20,5 MVA lúc 14 h - 18
h và cực tiểu Sđfmin = 10,25 MVA lúc 0 - 6 h
Công suất tự dùng cực đại Stdmax =35MVA lúc 14h-20h và cực tiểu
Stdmin=28,7MVA lúc 0h- 8h và 20h - 24h
Công suất dự trữ quay của hệ thống Sdtq = 12% 4400 = 528 MVA
Công suất phát lớn nhất của nhà máy là 500 MVA, lượng công suất này chủ yếu phát cho phụ tải trung áp (110 kV) STmax = 225 MVA, một phần nhỏ cấp cho phụ tải địa phương (10,5kV), Sđfmax = 20.5 MVA và tự dùng còn lại phát về
hệ thống (220 kV), mà hệ thống có công suất 4400 MVA, công suất phát về hệ thống cực đại là 283,95 MVA vì vậy nhà máy thiết kế rất quan trọng đối với phụ tải trung áp Nhà máy thiết kế với 4 máy phát và 3 cấp điện áp 220 kV, 110
kV, 10,5 kV, phụ tải điện áp máy phát (địa phương) chiếm so với công suất định mức của một máy phát là
125
25 ,
10 =8,2% < 10% Các nhận xét này được dùng để tính toán, lựa chọn sơ đồ nối điện ở phần sau
III LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
1.Đề xuất các phương án
lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một công việc rất quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy, dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái
Trang 16Đồ án thiết kế nhà máy điện
nhìn tổng quan về phần điện trong nhà máy Sơ đồ lựa chọn phải thoả mãn được các yêu cầu cơ bản về kinh tế -kĩ thuật cũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
Yêu cầu kỹ thuật như đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ, vận hành đơn giản, linh hoạt
Theo nhận xét cuối chương 1 ta thấy phụ tải điện áp trung rất quan trọng đối với nhà máy Phụ tải địa phương chiếm một lượng bé nên để đơn giản trong vận hành ta sử dụng sơ đồ bộ (máy phát điện ghép bộ với máy biến áp), phụ tải địa phương lấy ở hạ áp của máy biến áp liên lạc giữa hai hệ thống Trong sơ đồ ghép bộ thì công suất mỗi bộ
phải nhỏ hơn lượng dự trữ quay của hệ thống bởi vì nếu không thoả mãn điều này thì khi xảy ra sự cố bộ đó thì phụ tải không được cung cấp điện đầy đủ do lượng công suất dự trữ huy động về không đủ Để liên lạc giữa hai hệ thống 110kV và 220 kV ta có thể sử dụng máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp
tự ngẫu nhưng do tính ưu việt của máy biến áp tự ngẫu so với máy biến áp ba cuộn dây như tổn thất điện năng bé, kích thước, trọng lượng cũng như tiêu hao vật liệu bé, hiệu suất cao nên ta dùng biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai hệ thống Hơn nữa, điện áp ở hệ thống 220 kV và phía trung áp 110 kV đều là mạng trung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai hệ thống là hoàn toàn phù hợp Dựa vào phân tích trên ta vạch ra các phương án nối điện sau:
Phương án I
Trang 17Đồ án thiết kế nhà máy điện
Hình 7
Nhận xét
Ưu đỉêm: Do phụ tải bên trung Smin
UT =168,75 MVA> SdmF=125 MVA nên máy phát bằng phẳng liên tục trong tổn thất máy biến áp trong chế độ hoạt động bình thường nhỏ
- sơ đồ đơn giản, dòng ngắn mạch nhỏ nên chọn các thiết bị
Nhược điểm:phảI ding ba loại máy biến áp , gây khó khăn cho việc vận hành và bảo vệ,ngoàI ra có thêm các mạch nối lên thiết bị phân phối điện áp cao nên vốn đâu tư tăng
Phương án 2
TN 1 TN2
HT
F 2 F 3 ∼
Trang 18Đồ án thiết kế nhà máy điện
Hình 8 Trong phương án này ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để làm liên lạc giữa 2
hệ thống 110 kV và 220 kV, bên phía trung áp 110 kV còn có 2 bộ máy phát - máy biến áp ghép bộ Công suất được truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp và trung áp, đồng thời có thể truyền từ phía trung sang phía cao và ngược lại
Ưu điểm là sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên dễ vận hành, lắp đặt, lượng điện được cấp liên tục cho phụ tải Phụ tải trung áp lớn nhất 225 MVA lớn hơn 2 tổ máy phát nên nó được cấp đủ công suất ít phải huy động từ hệ thống
về Khi STmin thì tổn thất điện năng nhiều do phải truyền công suất qua hai loại máy biến áp (máy biến áp hai dây quấn và máy biến áp tự ngẫu)
Nhược điểm: số lượng thanh cáI nối vào thanh trung áp nhiều nên công suet thừa bên trung trung vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất
/Phương án 3
HT
TN 1
F∼ 1
F 3
B 1
220 kV
F 2
TN 2
F 4
B 2
110 kV