thiết kế nhà máy nhiệt điện có công suất 400mw

ỏn mụn hc Nh mỏy in HBK H Ni Lời Nói Đầu Năng lợng mà cụ thể là điện năng ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, giao thông vận tải ,y tế, giáo dục và đời sống sinh hoạt con ngời .Điện năng đ ợc sản xuất ở nhà máy điện và đợc truyền tải, cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Để hiểu rõ đợc tầm quan trọng của điện năng và nắm bắt đợc các chế độ vận hành của nhà máy ,vận hành tốt nhà máy trong các điều kiện bình thờng cũng nh trong các chế độ sự cố thì ng ời kĩ s cần phải có kiến thức chuyên môn thật tốt và đội ngũ các chuyên gia góp phần không nhỏ. Là một sinh viên nghành hệ thống điện thì việc làm những đồ án nh thế này sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều cho việc làm đồ án tốt nhgiệp sắp tới và trong công tác sau này. Bởi lẽ Thiết kế nhà máy điện là một khâu rất quan trọng trong hệ thống điện, 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 và đòi hỏi ngời thiết kế phải nắm bắt một cách tổng quan công việc mình làm và phải vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đã tích cóp đợc trong học tập và trên thực tế cũng nh những ảnh hởng của các yếu tố bên ngoài đến thiết kế, thi công công trình, vận hành. Để hoàn thiện đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là thầy hớng dẫn GS.TS. Lã Văn út . Do còn hạn chế về những kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các thầy cô để đồ án đợc hoàn thiện hơn. Chơng 1 V Vn Dng K43 - HT-N1 - 1 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LƯẠ CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1. tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt : 1.1.1:Chọn máy phát: Số tổ máy phát điện: 4x100MW; cosϕ=0,8; U đm = 10,5 kV Nhà máy là nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW.  Ta chọn loại máy phát:TBΦ-120-2 Có thông số S đm = 125MVA cosϕ=0,8 I đm = 6,875kA U đm = 10,5 kV 1.1.2 : TÝnh to¸n c©n b»ng c«ng suÊt: 1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: 100 )%( )( tPSn tS dmF NM = Σ Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất tổng theo biểu đồ (theo %P max ): Vì vậy ta có bảng và đồ thị phụ tải toàn nhà máy như sau : Bảng 1.1 T 0-8 8-12 12- 14 14- 20 20-24 P% 75 80 100 85 75 P(t) MW 300 320 400 340 300 S(t) MVA 375 400 500 425 375 Hình 1.1: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 2. Đồ thị tính toán tự dùng toµn nhµ m¸y : Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 2 - TC03 3055 500 425 375 375 400 S(MVA) T(h) 8 12 14 20 24 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội Nhà máy là loại nhà máy nhiệt điện cho nên công suất tự dùng của nhà máy được tính bằng công thức:       += Σ Σ dmF tNM td dmF td S tSP tS )( .6,04,0 cos . 100 % )( ϕ α Với đầu bài cho α td = 7% Từ công thức trên ta có được bảng sau: Bảng 1.2 T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 S td (t) 29.75 30.80 35.00 31.85 29.75 Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy 3. Đồ thị tính toán phụ tải các cấp: Công thức tính toán: 100 )%( cos max )( tP x P tP i ϕ = a. Đồ thị tính toán phụ tải địa phương (đồ thị phụ tải máy phát): Với P max = 16,8 MW; cosϕ=0,8; áp dụng công thức trên ta có bảng và đồ thị sau: Bảng 1.3 T 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P% 65 80 100 85 70 P(t) 10.9 2 13.44 16.8 0 14.2 8 11.76 S(t) 13.6 5 16.80 21.0 0 17.8 5 14.70 Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 3 - TC03 3055 S td (MVA) 29.75 30.8 35.0 31.85 29.75 8 12 14 20 24 T(h) S(MVA) T(h) 13.65 21.0 17.85 14.70 16.80 0 6 10 14 18 24 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát. b. Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 110kV: Với P max = 215 MW cosϕ=0,8 ; áp dụng công thức ta có được bảng và đồ thị: Bảng 1.4 T 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 75 95 85 100 75 P(t) 161.2 5 204.25 182.7 5 215.0 0 161.25 S(t) 201.5 6 255.31 228.4 4 268.7 5 201.56 Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 Kv Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 4 - TC03 3055 201.56 255.31 268.75 201.56 228.44 14 S(MVA) T(h) 0 8 12 20 24 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội 4. Công suất phát về hệ thống: Công thức tính toán công suất phát về hệ thống: S vềHT (t)= S toànNM (t) – [ S đph (t) + S UT (t) + S UC (t) + S td (t)] Với S UC (t) = 0 do nhà máy không có phụ tải phía cao. Các số liệu của các phụ tải khác được tính ở trên ta có bảng tính công suất phát về hệ thống như sau: Bảng 1.5 T 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 S Toàn nhà máy 375 350 400 450 500 425 425 375 S UF 13.7 16.8 16.8 21.0 21.0 17.9 14.7 14.7 S UT 255.3 255.3 255.3 228.4 228.4 268.8 201.6 201.6 S TD 29.75 29.75 30.80 30.80 35.00 31.85 31.85 29.75 S về ht 76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129.0 Hình 1.5: Đồ thị toàn hệ thống 1.2CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY: 1. Nhận xét: S đph max = 16,8/0.8 = 21 MVA. Ta thấy: S đph max / 2S đmF = 21/2*125=0,084=8,4%<15% => không cần sử dụng thanh góp U F Ta có: α = 0,5 (U c =220kV, U T =110kV) => ta sử dụng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 5 - TC03 3055 S(MVA) 375 400 500 425 375 76.3 48.1 97.1 169.8 215.6 106.6 176.9 129 SNM SVHT 29.75 30.08 35 31.85 29.75 STD 13.65 16.8 21 17.8 5 14.7 SMF T(h) 0 6 8 10 12 14 18 20 24 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội Do nhà máy điện cung cấp điện cho phụ tải phía trung áp là chủ yếu, nếu còn mới phát công suất về hệ thống (cao áp 220kV), Từ đồ thị phụ tải phía trung áp: S Tmax /S Tmin =268.75/201.56 => ta sử dụng 1 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây phía trung áp 110kV, công suất còn lại do các máy tự ngẫu liên lạc đảm nhiệm 2. Xây dựng các phương án nối dây: Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau: - Số lượng máy phát điện nối vào thành góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung áp (trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp được). - Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. - Chỉ được ghép bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này; có như vậy mới tránh được trường hợp lúc phụ tải cực tiểu, bộ này không phát hết công suất hoặc công suất phải chuyển qua hai lần máy biến áp làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp ba cuộn dây. Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc không cần điều kiện này. - Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát điện – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ. - Máy biến áp 3 cuộn dây chỉ nên sử dụng khi công suất truyền tải qua cuộn dây này không nhỏ hơn 15% công suất truyền tải qua cuộn dây kia. Đây không phải là điều quy định mà chỉ là điều cần chú ý khi ứng dụng máy biến áp ba cuộn dây. Do đó nếu công suất truyền tải qua một cuộn dây nào đó quá nhỏ sẽ không tận dụng được khả năng tải của nó. - Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu làm liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn. - Máy biến áp tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai máy biến áp phía điện áp trung và cao đều có trung tính trực tiếp nối đất (U≥110kV). Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 6 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội - Khi công suất tải trên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp. - Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp 3 cuộn dây vì thường không chọn được hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận hành song song. Mô tả các phương án: - Phương án I: 220kV 110kV S UF S td S td S td S td S T - Phương án II: Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 7 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội 220kV 110kV S UF Std Std Std S T Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 8 - TC03 3055 ỏn mụn hc Nh mỏy in HBK H Ni - Phng ỏn III: 220kV 110kV Std Std S T Std Std Su F Su F Nhn xột: Phng ỏn ny s dng nhiu mỏy bin ỏp nờn vn u t ln vn hnh v tớnh toỏn phc tp tớnh kinh t khụng m bo Kết Luận: Qua phân tích sơ bộ trên, ta quyết định để lại hai phơng án 1 và 2 để so sánh kinh tế và chọn ra phơng án tối u. V Vn Dng K43 - HT-N1 - 9 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội Ch¬ng 2 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 10 - TC03 3055 [...]... án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội 2.1 Xét phương án I: ST 110kV 220kV Std SUF Std Std Std Hình 2.1 1 Chọn máy biến áp: 1 Chọn công suất máy biến áp: -Bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây: Để lựa chọn kinh tế ta chọn máy biến áp không điều chỉnh dưới tải Áp dụng công thức: S đmB ≥ S đmF max S td − ≈ S đmF n Do máy phát điện có SđmF = 125 MVA => Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông... môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội ∆P0= 100.kW ; ∆PN= 400.kW ; I0%= 0,5 Trong việc lựa chọn bộ máy phát điện – máy biến áp ta không cần kiểm tra điều kiện sự cố do mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp nếu hỏng sẽ loại bỏ cả bộ mà không vận hành thiết bị còn lại trong bộ -Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải Trong sơ đồ này như ta đã chọn ở phần trước thì đây là dạng sơ đồ không có thanh... thất điện năng trong năm: ∆A = 11742.274 MWh 2.2 Xét phương án II: ST 110kV 220kV Std Std SUF Std Std Hình 2.2 1 Chọn máy biến áp: a Chọn công suất máy biến áp: Tương tự như phương án I ta cũng chọn máy phát điện có SđmF= 125 MVA => Chọn máy biến áp TДЦ 125 - 121/10,5 có các thông số như sau: ∆P0= 100.kW ; ∆PN= 400.kW ; I0%= 0,5 ;UN =10.5% Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 15 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy. .. máy điện ĐHBK Hà Nội Và máy biến áp TДЦ 125 - 242/10,5 có các thông số như sau: ∆P0= 115.kW ; ∆PN= 380.kW ; I0%= 0,5% UN %=11% - Máy biến áp tự ngẫu liên lạc có điều chỉnh dưới tải Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: ∆P0= 120kW ; ∆PN C-H= 520kW ; I0%= 0,5 2 Kiểm tra sự cố: a Sự cố 1: Hỏng bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax • Điều kiện: Công. .. ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch Vũ Văn Dũng K43 - HTĐ-N1 - 21 - TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện ĐHBK Hà Nội Đối với mạch tự dùng và phụ tải địa phương... 4300 1.2)Tính điện kháng đường dây 220 kV Dây dẫn nối từ thanh góp cao áp về hệ thống được chọn là loại dây có: Xdây = 0,4 Ω/km Điện kháng đường dây 220 kV trong hệ tương đối cơ bản: X d = 0,5.X day l SCB 100 = 0,5 x0,4 x94 = 0,036 2 U cb 230 2 1.3 )Điện kháng máy phát  Trong khi tính ngắn mạch, điện kháng của máy phát được thay thế bằng điện kháng siêu quá độ Với máy phát TBΦ-120-2 Có thông số Sđm=... không có thanh góp do vậy ta sử dụng công thức sau để lựa chọn công suất tự ngẫu: S đmTN ≥  S đmF α Với α - hệ số có lợi (α=0,5) SđmTN ≥ 250 MVA Chọn loại máy biến áp tự ngẫu ATДЦTH 250-230/121/11 có các thông số như sau: ∆P0= 120kW ; ∆PN C-H= 520kW ; I0%= 0,5 2 Kiểm tra sự cố: a Sự cố 1: Hỏng 1 bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung áp lúc STmax • Điều kiện: Công thức: 2.Kqtảisc.α.SđmTN + Sbộ ≥... Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống Với các thiết bị trung áp ta xét điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp trung áp của nhà máy với nguồn cấp là hệ thống và toàn bộ các máy phát của nhà máy Với mỗi mạch máy phát ta xét điểm ngắn mạch N3 với nguồn cấp là các máy phát còn lại và hệ thống; điểm ngắn mạch N3’ với nguồn cấp chỉ là máy phát bị ngắn mạch EHT Đối với mạch tự dùng... thường ở cùng cấp điện áp cao hoặc siêu cao ta chọn thiết bị giống nhau, vì vậy với mỗi cấp điện áp ta xét một điểm ngắn mạch có dòng ngắn mạch lớn nhất để chọn các thiết bị cho cấp điện áp đó A PHƯƠNG ÁN 1 N1 N2 N3’ N4 N3 Hình 3.1.1 Với các khí cụ điện cao áp ta xét điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp cao áp Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là toàn bộ các máy phát và hệ thống Với các thiết bị trung áp... 20-24 TC03 3055 Đồ án môn học Nhà máy điện 68.738 42.000 110.73 Sh 40.288 68.875 109.16 39.894 69.006 108.90 51.231 55.569 106.80 49.656 56.094 105.75 32.256 75.856 108.11 8 Sc St - ĐHBK Hà Nội 3 0 0 0 67.425 42.263 109.68 3 68.213 42.000 8 110.213 Trên bộ máy phát – máy biến áp phía cao: Sbộ = Sbộtrung b Tính tổn thất điện năng: • Đối với bộ máy phát – máy biến áp: S Công thức tính: ∆Abộ = ∆P0.t + . phát: Số tổ máy phát điện: 4x100MW; cosϕ=0,8; U đm = 10,5 kV Nhà máy là nhà máy nhiệt điện có công suất 400MW.  Ta chọn loại máy phát:TBΦ-120-2 Có thông số S đm = 125MVA cosϕ=0,8 I đm = 6,875kA U đm =. thống điện, 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 và đòi hỏi ngời thiết kế phải nắm bắt một cách tổng quan công. phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát điện – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của bộ. - Máy biến