Thiết kế phần điện, nhà máy điện, gồm 5 tổ máy 63MW ,cung cấp điện cho phụ tải, điện áp máy phát, điện áp trung 110KV và, phát công suất thừa, lên hệ thống 220KV.DOC
Trờng đại học bách khoa hà nội Khoa điện Bộ môn hệ thống điện đồ án môn học đề tài: thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Giáo viên hớng dẫn : PGs. Nguyễn hữu khái Sinh viên thực hiện : hoàng văn ánh Lớp : tc - điện lực vĩnh phúc Hà Nội 5/2007 Lời cảm ơn Để hoàn thành nhiêm vụ của đồ án tốt nghiệp, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy, cá nhân em đã nhận đợc rất nhiều sự giúp đỡ tận tâm của thầy giáo hớng dẫn trực tiếp, PSG Nguyễn Hữu Khái, cũng nh sự hớng dẫn gián tiếp của các thầy, các cô trong bộ môn Hệ Thống Điện - Khoa Điện - Trờng ĐHBK Hà Nội. Đó là những kiến thức mà em đã đợc tiếp nhận từ sự dạy bảo tận tình của các thầy, các cô trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trờng. Những hiểu biết này không chỉ cho phép em tiếp thu sự chỉ bảo của thầy giáo hớng dẫn trong quá trình thực hiện nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp mà còn là hành trang để em bớc vào ngỡng cửa kho tàng tri thức chung của nhân loại trong những ngày tháng tới. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS Nguyễn Hữu Khái cùng các thầy, các cô trong bộ môn Hệ Thống Điện - Khoa Điện - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Hà nội, tháng 05 năm 2007 Sinh viên thực hiện Hoàng Văn ánh Mục lục Mục Trang Mở đầu . 1 Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Chơng 1 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ( 3 ữ 8 ) 1.1. Chọn máy phát điện 3 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. 3 1.2.1. Cấp điện áp máy phát . 3 1.2.2. Cấp điện áp trung(110kV) 4 1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy 5 1.2.4. Tự dùng của nhà máy điện .6 1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống 6 1.3. Nhận xét chung .8 Chơng 2 Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện ( 9 ữ 21 ) 2.1. Đề xuất phơng án 9 2.2. Chọn máy biến áp .12 2.2.1. Chọn máy biến áp cho nhà máy điện .12 2.2.1.1. Phơng án 1 . 12 2.2.1.2. Phơng án 2 . 13 2.2.2. Kiểm tra khả năng mang tải của máy biến áp . 13 2.2.2.1. Phơng án 1 . 13 2.2.2.2. Phơng án 2 . 14 2.2.3. Tính dòng công suất phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây máy biến áp . 15 2.2.3.1. Phơng án 1 . 15 2.2.3.2. Phơng án 2 . 16 2.3. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 17 2.3.1. Phơng án 1 17 2.3.1.1. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây 17 2.3.1.2. Máy biến áp tự ngẫu18 2.3.2. Phơng án 2 18 2.3.2.1. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây 18 2.3.2.2. Máy biến áp tự ngẫu18 2.4. Tính dòng điện cỡng bức và dòng điện làm việc bình thờng.19 2.4.1. Phơng án 1 19 2.4.1.1. Các mạch phía 220 kV . .19 2.4.1.2. Các mạch phía 110 kV19 2.4.1.3. Các mạch phía 18 kV . . 20 2.4.2. Phơng án 2 20 2.4.2.1. Các mạch phía 220 kV . .20 2.4.2.2. Các mạch phía 110 kV20 2.4.2.3. Các mạch phía 18 kV . . 21 Chơng 3 Tính toán dòng điện ngắn mạch ( 22ữ 38 ) 3.1. Xác định các đại lợng tính toán trong hệ đơn vị tơng đối cơ bản 22 3.2. Tính giá trị dòng điện ngắn mạch tại từng thời điểm theo đờng cong tính toán.23 3.2.1. Phơng án 1 23 3.2.1.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế 23 3.2.1.2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch tính toán 24 3.2.2. Phơng án 2 31 3.2.2.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế 31 3.2.2.2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch tính toán 31 Chơng 4 So sánh kinh tế - kỹ thuật các phơng án - chọn phơng án tối u ( 39 ữ 45 ) 4.1. Phơng pháp đánh giá hiệu qủa các phơng án.39 4.2. Tính toán các phơng án để chọn phơng án tối u .40 4.2.1. Phơng án 1 . 40 4.2.1.1. Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối. 40 4.2.1.2. Tính chi phí tính toán 41 4.2.2. Phơng án 2 . 43 4.2.2.1. Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối. 43 4.2.2.2. Tính chi phí tính toán 44 4.2.3. So sánh các phơng án để chọn phơng án tối u.45 Chơng 5 Lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện ( 46 ữ 64 ) 5.1. Chọn máy cắt điện và dao cách ly.46 5.2. Chọn dây dẫn và thanh góp mềm 47 5.2.1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm.47 5.2.2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 48 5.2.3. Kiểm tra điều kiện vầng quang 50 5.3. Chọn sứ đỡ và thanh dẫn. 52 5.3.1. Chọn tiết diện.52 5.3.2. Kiểm tra ổn định động53 5.3.3. Chọn sứ đỡ thanh dẫn.54 5.4. Chọn biến điện áp và biến dòng điện55 5.4.1. Cấp điện áp 220 kV . 55 5.4.2. Cấp điện áp 110 kV . 55 5.4.3. Mạch máy phát 56 5.5. Chọn máy biến áp phụ tải điện áp máy phát và máy cắt hợp bộ. 59 5.6. Chọn cáp . 62 5.7. Chọn chống sét van 64 Chơng 6 chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng ( 65 ữ 68 ) 6.1. Chọn máy biến áp cấp một65 6.2. Chọn máy biến áp cấp hai.65 6.3. Chọn máy cắt hợp bộ.65 Chơng 1 Chọn máy phát điện , tính toán phụ tải và cân bằng công suất I.Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 5 tổ máy có công suất mỗi tổ máy là 63 MW. Ta chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau : Loại máy S (MVA) P (MW) U (KV) I (KA) Cos X d X d Xd TB-63 78,75 63 10,5 4,33 0,8 0,153 0,224 2,199 II. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Từ bảng biến thiên phụ tải ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp P(t) = P 100 %P đm S(t) = Cos (%)P P đm P(t) : Công suất tác dụng của phụ tải tạ thời điểm t S(t) : Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t Cos : Hệ số công suất phụ tải 1.Phụ tải địa phơng U đm = 10,5 KV P đm = 24 MW Cos = 0,87 áp dụng công thức : P đp (t) = P 100 %P max S đp (t) = Cos )t(P Bảng biến thiên phụ tải địa phơng : T(h) 0-7 7-14 14-20 20-24 P% 70 100 90 80 S(t)(MVA) 19,310 27,586 24,827 22,069 Đồ thị phụ tải địa phơng: 2.Phụ tải trung áp U đm = 110 KV P max = 140 MW Cos = 0,86 áp dụng công thức : P T (t) = P 100 %P max S T (t) = Cos )t(P Bảng biến thiên phụ tải trung áp T(h) 0-8 8-14 14-20 20-24 P(%) 70 85 100 75 S(t)(MVA) 113,95 138,372 162,791 122,093 19.31 7 14 20 24 27.586 24.827 0 22.069 Tõ b¶ng biÕn thiªn phô t¶i trung ¸p ta cã: §å thÞ phô t¶i trung ¸p 3.Phô t¶i toµn nhµ m¸y • U ®m = 10,5KV • P ®m = 63 MW • Cosϕ = 0,8 Ta còng cã: P NM (t) = P 100 %P max S NM (t) = ϕCos )t(P B¶ng biÕn thiªn phô t¶i nhµ m¸y : T(h) 0-8 8-14 14-20 20-24 P(%) 70 90 100 80 S(t)(MVA) 295,312 354,375 393,75 315 80 14 20 24 113,95 122,093 138,372 162,791 [...]... thiên phụ tải toàn nhà máy ta xây dựng đồ thị phụ tải công suất phát toàn nhà máy: Đồ thị phụ tải nhà máy 393, 75 354 ,3 75 3 15 2 95, 31 2 0 8 14 20 24 4 Phụ tải tự dùng Một cách tính gần đúng ta xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau: S( t ) Std(t) =STD.(0,4 + 0,6 ) S NM STD = % PNM 100 Cos td Std(t) : Công suất tự dùng tại thời điểm t (MVA) SNM : Công suất đặt của toàn nhà máy. .. I N% 10 ,5 Giá USD 0 ,55 Loại T b.Chọn máy biến áp B1,B2 Máy biến áp liên lạc này đợc chọn theo điều kiện công suất thừa: Sthừa= n SđmMF- (SUfmin + n.S(1)tdmax) 1 SđmMF : Công suất định mức của 1 máy phát S(1)tdmax: Công suất tự dùng cực đại tại 1 máy phát n : Số máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát SUfmin : Công suất địa phơng cực tiểu Vậy ta có: 31 ,5 ) = 1 25, 59 (MVA) 5 Chọn công suất MBATN... vận hành sao cho đem lại hiệu quả kinh tế Ta có công suất dự trữ quay của hệ thống 312 MVA lớn công suất của bộ MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ bộ máy phát điện máy biến áp Vì ta có PUf = 13 MW chiếm khoảng 26% P Gđm số đờng dây cung cấp cho phụ tải địa phơng nhiều do vậy ta phải sử dụng thanh góp điện áp máy phát Số lợng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi có 1 máy phát điện ngừng... điện ngừng làm việc thì máy phát còn lại phải đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải địa phơng và tự dùng của nhà máy Vì trung tính của lới điện 220KV và 110KV là lới trung tính trực tiếp nối đất nên để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng máy biến áp tự ngẫu có: = 220 110 = 0 ,5 220 -Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp dới tải Phụ tải STmin = 113, 95 MVA lớn hơn công suất 1bộ MFĐ- MBA do vậy... 2.78, 75 27 ,58 6 - 2ã 31 ,5 = 117,314 MVA 5 Khả năng tải: SKT = 1,4.0 ,5. 160 = 112 MVA Công suất chuyên tải qua cuộn hạ : SCH = SKT = 112 MVA Công suất tải qua cuộn cao áp MBATN: SCC = SCH - SCT = 112 + 54 ,55 9 = 1 85, 459 MVA Nhận xét: Công suất phát vào hệ thống đủ Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép Vậy các máy biến áp đã chọn trong phơng án I thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thờng và. .. (MVA) S(t) : Công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t (MVA) : Phần trăm lợng điện tự dùng Bảng biến thiên phụ tải tự dùng : T(h) 0-8 8-14 14-20 20-24 S(t)(MVA) 26,7 75 29,61 31 ,5 27,72 Từ bảng biến thiên phụ tải cho tự dùng ta xây dựng đồ thị phụ tải cho tự dùng nh sau: Đồ thị phụ tải cho tự dùng 31 ,5 29,61 27,72 26,7 75 8 14 20 24 5 Công suất phát về hệ thống: Trong tính toán sơ bộ để cho đơn giản... qua tổn thất công suất trong Máy Biến áp khi đó: SHT (t)=SNM (t) - ( Sđp(t)+ Std(t)+ ST(t)) Từ đó ta tính đợc biến thiên công suất phát về hệ thống Ta tiến hành xây dựng bảng cân bằng công suất phát cho cả nhà máy dựa trên số liệu về công suất của các phụ tải Bảng cân bằng công suất toàn bộ hệ thống: T(h) SNM(MVA) Sdf(MVA) ST(MVA) Std(MVA) SHT(MVA) 0-7 2 95, 312 19,310 113, 95 26,7 75 1 35, 277 7-8 2 95, 312... 12,77 kqtsc: Hệ số quá tải cho phép lúc sự cố kqtsc=1,4 n1: Số MBA nối vào thanh ghóp điện áp MF Stảiđm: công suất định mức của máy biến áp Công suất cuộn trung MBATN : kqtsc.n1.Stảiđm =1,4.0 ,5. 2.200=280 Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện đảm bảo tải đợc lợng công suất lúc sự cố mà không quá tải quá mức cho phép Kiểm tra điều kiện sự cố lúc phụ tải trung max: 1.Hỏng máy biến áp bộ: +Điều... thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn đợc sơ đồ nối điện tối u cho nhà máy điện Chơng 3 Chọn máy biến áp - tínhtổn thất điện năng I.Phơng án I 1.Chọn máy biến áp a.Chọn máy biến áp B3 ,B4,B5 Các máy biến áp này đợc chọn theo điều kiện của sơ đồ bộ khối : 63 = 78,75MVA 0,8 SB3=Sb4 SMFđm= Tra bảng chọn máy biến áp loại T 80 (Sách thiết kế nhà máy điện ): Sđm MVA 80 UC KV 1 15 UH KV 10 ,5 P0 KW 70 PN KW... Smin = 19,310 MVA Phụ tải trung áp Số đờng dây 4kép x 40MW STmax = 162,791 MVA S Tmin = 113, 95 MVA Phụ tải tự dùng Stdmax = 31 ,5 MVA Stdmin = 26,7 75 MVA Phụ tải phát vào hệ thống SHTtmax = 174,632 MVA SHTtmin = 127,001 MVA Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là 1 khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Các phơng án vạch ra không những phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu . điện5 5 5.4.1. Cấp điện áp 220 kV . 55 5. 4.2. Cấp điện áp 110 kV . 55 5. 4.3. Mạch máy phát 56 5. 5. Chọn máy biến áp phụ tải điện áp máy phát và máy cắt hợp bộ. 59 5. 6. Chọn cáp . 62 5. 7. Chọn chống sét van . thanh góp điện áp máy phát Số lợng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi có 1 máy phát điện ngừng làm việc thì máy phát còn lại phải đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải địa. quang 50 5. 3. Chọn sứ đỡ và thanh dẫn. 52 5. 3.1. Chọn tiết diện .52 5. 3.2. Kiểm tra ổn định động53 5. 3.3. Chọn sứ đỡ thanh dẫn .54 5. 4. Chọn biến điện áp và biến dòng điện5 5 5.4.1. Cấp điện áp 220