THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN

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⎝...

TRƯỜNG KHOA……………………… Đồ án thiết kế nhà máy điện Đồ án thiết kế nhà máy điện LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển quốc gia điện nguồn lượng thiếu Điện phục vụ đắc lực cho hoạt động, ngành nghề xã hội Để hiểu tầm quan trọng điện vận hành tốt hệ thống điện người giáo sư, tiến sĩ chun gia…của ngành điện góp phần khơng nhỏ, sinh viên ngành hệ thống điện em hiểu điều Trong q trình học tập nhà trường việc thiết kế phần điện nhà máy điện cơng việc phức tạp, bao gồm nhiều yếu tố mang tính độc lập cao, địi hỏi người thiết kế phải nắm bắt cách tổng quát cơng việc làm, vận dụng cách sáng tạo kiến thức tích góp học tập thực tế ảnh hưởng yếu tố bên ngồi đến thiết kế thi cơng, cơng trình vận hành Thiết kế phần điện nhà máy điện (một khâu quan trọng hệ thống điện) ngồi ghế nhà trường giúp em có khơng kinh nghiệm để chuẩn bị trước cơng tác Để hồn thiện đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện Trường ĐHBK Hà Nội, đặc biệt thầy GS.TS Lã Văn Út Do hạn chế kinh nghiệm thực tế nên chắn em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận quan tâm, đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án hồn thiện Trường ĐH BK Hà Nội - - Đồ án thiết kế nhà máy điện MỤC LỤC CHƯƠNG I TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT I Chọn máy phát điện II Tính tốn phụ tải cân công suất cấp điện áp CHƯƠNG II TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP I Lựa chọn máy biến áp 17 II Tính tổn thất điện .32 III Tính tốn dịng cưỡng 41 CHƯƠNG III CHỌN MÁY CẮT - TÍNH TỐN KINH TẾ -KĨ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU I Chọn máy cắt .48 II Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 52 Trường ĐH BK Hà Nội CHƯƠNG IV - - Đồ án thiết kế nhà máy điện TÍNH TỐN 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 dao cách ly .85 II Chọn dẫn 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 Trường ĐH BK Hà Nội CHƯƠNG I - - Đồ án thiết kế nhà máy điện TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo yêu cầu đề ta phải thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Nhà máy có số tổ máy phát điện tổ máy có cơng suất 400MW Nhà máy nối với hệ thống lộ đường dây 220kV, chiều dài lộ 110km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế ) 4400MVA, công suất dự trữ hệ thống 12%, điện kháng ngắn mạch ( tính đến hệ thống nối với đường dây ) 0,65 - Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho 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 cơng suất ( tổng ) có Uđm=220kV Trong thiết kế chọn máy phát điện ta cần ý điểm sau: + Máy phát điện có cơng suất lớn vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi công suất máy phát lớn không lớn dự trữ quay hệ thống + Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng điện định mức, dịng điện ngắn mạch cấp điện áp nhỏ dễ dàng chọn khí cụ điện Tuy nhiên biết số lượng cơng suất tổ máy cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng với thông số kĩ thuật khác điện áp, dịng điện, cơng suất định mức, hệ số công suất cosϕ, điện kháng x'd, x''d Trường ĐH BK Hà Nội - - Đồ án thiết kế nhà máy điện Do ta chọn máy phát điện tuabin có thông số sau: Tra bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng tuabin trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp " P.GS Nguyễn Hữu Khái Bảng Loại Thông số định mức Điện kháng tương đối Loại máy máy S P U Cos I kích thích phát n MV x''d x'd xd BIT- 450- v/ph A MW KV ϕ KA 500 THΦ- 3000 125 100 10,5 0,8 6,875 0,192 0,278 1,907 120-2 II TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng tiêu thụ điện hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngồi việc dựa vào đồ thị phụ tải cịn cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy phát điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax Trường ĐH BK Hà Nội - - Đồ án thiết kế nhà máy điện hệ số công suất cosϕ phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công thức biểu kiến sau: St= pmax × P% (1) cos ϕ Trong đó: St công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t, MVA P% công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm cơng suất cực đại Pmax công suất phụ tải cực đại, MW cosϕ hệ số công suất phụ tải Phụ tải cấp 1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV Phụ tải cấp điện áp máy phát cho Pmax=16,4MW, cosϕ=0,8 Phụ tảI bao gồm đường dây: 4kép x3,2 MW x4km 1đơn x1,2 MW x3km Theo đầu cho bảng biến thiên công suất tác dụng thời điểm t, tính theo phần trăm (%), áp dụng theo cơng thức (1) tính cơng suất biểu kiến phụ tải ta có bảng kết sau Bảng t (h) 0÷6 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24 P% 50 70 85 100 60 SUF(MVA) 10,25 20,5 12,3 14,35 17,425 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp máy Trường ĐH BK Hà Nội - - Đồ án thiết kế nhà máy điện phát S (MWA) 220,55 17,4253 14,35 212,31 10,25 (t) 10 12 14 118 220 224 h Hình 1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV Phụ tải điện áp trung cho Pmax=180MW, cosϕ=0,8 Phụ tảI bao gồm đường dây: 1kép + 4đơn Tương tự tính cơng suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp máy phát ta có bảng kết sau Trường ĐH BK Hà Nội Bảng - - Đồ án thiết kế nhà máy điện T(h) 0÷4 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24 P% 75 85 100 90 75 168,75 225 SUT(MVA) 191,25 202,5 168,75 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp trung S (MVA) 191,25 225 168,7 202,5 168,7 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 2 Phụ tải toàn nhà máy Tổng cơng suất đặt tồn nhà máy Pđ=400MW, cosϕ=0,8 Cơng suất biểu kiến tồn nhà máy tớnh theo cụng thc: Stnm= pĐMF ì P% (2) cos ϕ Dựa vào công thức (2) tính cơng suất biểu kiến tồn nhà máy ta có bảng kết sau Trường ĐH BK Hà Nội Bảng - - Đồ án thiết kế nhà máy điện T (h) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24 P% 70 90 85 100 70 350 450 425 500 350 S(MVA) Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải toàn nhà máy S(MVA) 500 450 425 350 350 t(h) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 3 Tự dùng Trong nhà máy nhiệt điện phụ tải tự dùng chiếm phần đáng kể khoảng (5÷8)% tổng cơng suất phát nhà máy Một cách gần ta có Trường ĐH BK Hà Nội - - Đồ án thiết kế nhà máy điện thể xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau: Std = α.Snmmax(0,4 + 0,6 S nm ) S nm max Trong : Snmmax cơng suất đặt nhà máy,MVA Snm công suất nhà máy thời điểm t,MVA α số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 0,07 Theo công thức phụ tải tự dùng nhà máy gồm hai thành phần, thành phần không phụ thuộc vào phụ tải thành phần phụ thuộc vào phụ tải Công suất biểu kiến tự dùng nhà máy tính theo cơng thức sau: ⎛ ⎞ α% nP§MF ⎜ Stnm(t) ⎟ Std= × ⎜ 0, + 0, × ⎟ (3) 100 cos ϕ ⎜ nP§MF ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ cos ϕ ⎠ Dựa vào cơng thức (3) ta có bảng kết sau Bảng T (h) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24 350 Stnm(t) 350 450 425 500 28,7 Std(MVA) 28,7 32,9 31,85 35 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải tự dùng Trường ĐH BK Hà Nội - 10 - Đồ án thiết kế nhà máy điện S (MVA) 35 32,9 31,85 28,7 28,7 T(h) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 4 Cơng suất phát hệ thống Nhà máy thiết kế có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung phát lượng công suất thừa lên hệ thống 220 kV Ta có tổng cơng suất phát tồn nhà máy tổng công suất tiêu thụ STNM(t)=STD(t)+SUF(t)+SUT(t)+ SVHT(t) Vậy công suất phát hệ thống: SVHT(t)= STNM(t)- [STD(t)+SUF(t)+SUT(t) ] Trong đó: SVHT(t): Cơng suất hệ thống thời điểm t,MVA STD(t): Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t,MVA SUF(t): Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm t,MVA SUT(t): Công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t,MVA STNM(t): Cơng suất tồn nhà máy thời điểm t,MVA Thay giá trị tính ta kết tính tốn phụ tải cân công suất phát hệ thống bảng sau: Bảng Trường ĐH BK Hà Nội - 11 - Đồ án thiết kế nhà máy điện T (h) 0÷4 4÷6 6÷8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24 350 350 450 450 425 500 500 350 Stnm(t) 350 10,25 14,35 14,35 20,5 12,3 12,3 191,25 191,25 191,25 17,425 17,425 202,5 168,75 SUF(t) 10,2 28,7 28,7 32,9 225 225 35 168,75 28,7 119,8 115,7 211,5 32,9 242 35 140,25 SUT(t) 68,75 31,85 174,675 150,725 283,95 STD(t) 28,7 SVHT(t ) 142,3 S(MVA) Từ bảng kết ta vẽ đồ thị 283,95 242 211,5 174,675 150,725 142,3 140,25 119,8 115,7 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) Hình 5 Đồ thị tổng toàn nhà máy Trường ĐH BK Hà Nội - 12 - Đồ án thiết kế nhà máy điện S(MVA) 500 450 425 SHT 350 S ΤΝΜ 216,05 209,75 SΤ + SUF + STD 350 275,325 271,275 268 238,5 234,2 230,2 ST 207 55,5 50,325 49,275 47,3 STD 47,25 43,05 38,95 41 SUF + STD 17,25 20,5 14,35 SUF S UF 10,25 12,3 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) Hình 6 Nhận xét Qua đồ thị phụ tải tổng hợp ta có số nhận xét chung sau: Nhà máy phát công suất cực đại Snmmax = 500 MVA lúc14h - 20h, Trường ĐH BK Hà Nội - 13 - Đồ án thiết kế nhà máy điện công suất cực tiểu Snmmin = 350 MVA vào lúc 0h- 8h 20h - 24 h Công suất phụ tải trung áp cực đại STmax = 225 MVA vào lúc 10h - 14h cực tiểu STmin = 168,75 MVA lúc 0h - 4h 18h - 24h Công suất phát lên hệ thống cực đại Shtmax =283,95 MVA lúc 18h - 20h 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 cực tiểu Sđfmin = 10,25 MVA lúc - h Công suất tự dùng cực đại Stdmax =35MVA lúc 14h-20h cực tiểu Stdmin=28,7MVA lúc 0h- 8h 20h - 24h Công suất dự trữ quay hệ thống Sdtq = 12% 4400 = 528 MVA Công suất phát lớn nhà máy 500 MVA, lượng công suất chủ yếu phát cho phụ tải trung áp (110 kV) STmax = 225 MVA, phần nhỏ cấp cho phụ tải địa phương (10,5kV), Sđfmax = 20.5 MVA tự dùng lại phát hệ thống (220 kV), mà hệ thống có cơng suất 4400 MVA, cơng suất phát hệ thống cực đại 283,95 MVA nhà máy thiết kế quan trọng phụ tải trung áp Nhà máy thiết kế với máy phát 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 máy phát 10,25 =8,2% < 10% Các nhận xét dùng để 125 tính tốn, lựa chọn sơ đồ nối điện phần sau III LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN 1.Đề xuất phương án lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện công việc quan trọng trình thiết kế nhà máy, dựa vào sơ đồ nối điện ta có Trường ĐH BK Hà Nội - 14 - Đồ án thiết kế nhà máy điện nhìn tổng quan phần điện nhà máy Sơ đồ lựa chọn phải thoả mãn yêu cầu kinh tế -kĩ thuật đảm bảo an toàn cho người thiết bị Yêu cầu kỹ thuật đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ, vận hành đơn giản, linh hoạt Theo nhận xét cuối chương ta thấy phụ tải điện áp trung quan trọng nhà máy Phụ tải địa phương chiếm lượng bé nên để đơn giản vận hành ta sử dụng sơ đồ (máy phát điện ghép với máy biến áp), phụ tải địa phương lấy hạ áp máy biến áp liên lạc hai hệ thống Trong sơ đồ ghép cơng suất phải nhỏ lượng dự trữ quay hệ thống khơng thoả mãn điều xảy cố phụ tải khơng cung cấp điện đầy đủ lượng công suất dự trữ huy động không đủ Để liên lạc hai hệ thống 110kV 220 kV ta sử dụng máy biến áp ba cuộn dây máy biến áp tự ngẫu tính ưu việt máy biến áp tự ngẫu so với máy biến áp ba cuộn dây tổn thất điện bé, kích thước, trọng lượng tiêu hao vật liệu bé, hiệu suất cao nên ta dùng biến áp tự ngẫu để liên lạc hai hệ thống Hơn nữa, điện áp hệ thống 220 kV phía trung áp 110 kV mạng trung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hai hệ thống hoàn toàn phù hợp Dựa vào phân tích ta vạch phương án nối điện sau: Phương án I Trường ĐH BK Hà Nội - 15 - Đồ án thiết kế nhà máy điện 110 kV HT 220 kV B1 B2 TN1 TN2 ∼∼ ∼ ∼ F F2 F3 F4 Hình Nhận xét Ưu đỉêm: Do phụ tải bên trung S UT =168,75 MVA> S dmF =125 MVA nên máy phát phẳng liên tục tổn thất máy biến áp chế độ hoạt động bình thường nhỏ - sơ đồ đơn giản, dòng ngắn mạch nhỏ nên chọn thiết bị Nhược điểm:phảI ding ba loại máy biến áp , gây khó khăn cho việc vận hành bảo vệ,ngồI có thêm mạch nối lên thiết bị phân phối điện áp cao nên vốn đâu tư tăng Phương án Trường ĐH BK Hà Nội - 16 - Đồ án thiết kế nhà máy điện 110 kV HT 220 kV B1 B2 TN1 TN2 ∼ ∼ ∼∼ F F2 F3 F4 Hình Trong phương án ta dùng máy biến áp tự ngẫu để làm liên lạc hệ thống 110 kV 220 kV, bên phía trung áp 110 kV cịn có máy phát - máy biến áp ghép Cơng suất truyền tải từ phía hạ lên phía cao áp trung áp, đồng thời truyền từ phía trung sang phía cao ngược lại Ưu điểm sử dụng chủng loại máy biến áp nên dễ vận hành, lắp đặt, lượng điện cấp liên tục cho phụ tải Phụ tải trung áp lớn 225 MVA lớn tổ máy phát nên cấp đủ cơng suất phải huy động từ hệ thống Khi STmin tổn thất điện nhiều phải truyền công suất qua hai loại máy biến áp (máy biến áp hai dây quấn máy biến áp tự ngẫu) Nhược điểm: số lượng cáI nối vào trung áp nhiều nên công suet thừa bên trung trung vào hệ thống qua lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất /Phương án Trường ĐH BK Hà Nội - 17 - Đồ án thiết kế nhà máy điện 110 kV HT 220 kV B2 B1 TN1 TN2 ∼∼∼ ∼ F4 F1 F2 F3 Hình Nhận xét: Trong phương án nàycó ưu điểm ding í chủng loại máy biến áp Nhược điểm: bốn máy biến áp nối vao cáI phía cao áp nên dịng ngắn mạch qua phía cao lơn sinh vốn đầu tư lớn Khi xẩy cố máy biến áp tự ngẫu bị hang cs máy lại làm việc nặng nề dễ sinh tảI,và cấp điện cho phụ tảI trung áp khong cao Kết luận:từ nhận xét sơ phương án cho they phương án III khơng thích hợp để chon làm phương án tói ưu , ta xét phương án Ivà phương án II để so sánh tiêu mặt kinh tế , kỹ thuật nhằm tìm phương án tối ưu để tính tốn thiết kế cho nhà máy Trường ĐH BK Hà Nội - 18 - Đồ án thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG II TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP I LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp thiết bị quan trọng hệ thống điện Điện sản xuất nhà máy điện truyền tải đến hộ tiêu thụ thường qua nhiều lần biến đổi máy biến áp (MBA) tăng áp giảm áp Vì tổng cơng suất máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất máy phát điện Mặc dầu hiệu suất máy biến áp tương đối cao tổn thất điện máy biến áp lớn Bởi người ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp cơng suất đặt nhỏ mà đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện Chọn máy biến áp nhà máy điện chọn loại, số lượng, công suất định mức, hệ số biến áp MBA chọn phải đảm bảo an toàn điều kiện bình thường xảy cố nặng nề Đối với nhà máy điện có phụ tải điện áp máy phát, cần tiến hành xây dựng đường đặc tính phụ tải ngày đêm trao đổi công suất nhà máy với hệ thống chế độ làm việc bình thường, ngồi phải xem xét luồng công suất trao đổi chế độ cố - Một máy phát điện công suất lớn nhà máy nối vào góp điện áp máy phát nghỉ khơng làm việc (trường hợp máy cịn lại phải làm việc với công suất định mức ) - Khi cố hệ thống điện, máy phát điện nhà máy cần thiết mang công suất định mức Việc liên lạc với hệ thống máy biến áp thực công suất truyền vào hệ thống không vượt công suất dự trữ quay hệ thống chế độ làm việc bình thường Các máy biến áp máy biến áp tự ngẫu thường chọn loại ba pha có điều chỉnh điện áp tải trừ máy biến áp hai cuộn dây nối với máy phát điện Trường ĐH BK Hà Nội - 19 -