Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện

ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú1 MỤCLỤC CHƯƠNGI 4 CHỌNMÁYPHÁTĐIỆN,TÍNHTOÁNPHỤTẢIVÀCÂNBẰNGCÔNGSUẤT. 4 1.1.Chọnmáyphátđiện 4 1.2.Tínhtoánphụtảivàcânbằngcôngsuất 4 1.2.1Đồthịphụtảitoànnhàmáy 4 1.2.2Đồthịphụtảitựdùngtoànnhàmáy 5 1.2.4Đồthịphụtảiđiệnáptrungáp 7 1.2.5Đồthịphụtảiđiệnápcaoáp 7 1.2.6Đồthịcôngsuấtphátvềhệthống 8 1.3.Nhậnxét 9 1.3.1Phụtảiđịaphương 9 1.3.2Hệthống 9 CHƯƠNGII 10 XÁCĐỊNHCÁCPHƯƠNGÁNVÀCHỌNMÁYBIẾNÁP 10 2.1.Đềxuấtphươngán 10 2.2.Tínhtoánchọnmáybiếnáp 13 2.2.1.Phươngán1 13 2.2.2.Phươngán2 21 CHƯƠNGIII 28 TÍNHTOÁNCHỌNPHƯƠNGÁNTỐIƯU 28 3.1Chọnsơđồthanhgóp 28 3.1.1Phươngán1 28 3.1.2Phươngán2 28 3.2Tínhtoánchỉtiêukinhtế 29 3.2.1Cácchỉtiêuđánhgiá 29 3.3Tínhtoáncụthểchotừngphươngán 30 3.3.1.Phươngán1 30 3.3.2Phươngán2 31 ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú2 3.4Lựachọnphươngántốiưu 32 CHƯƠNGIV 33 TÍNHTOÁNDÒNGĐIỆNNGẮNMẠCH 33 4.1.Mụcđích 33 4.2.Tínhtoánngắnmạch 33 4.2.1.Tínhtoáncácthôngsố 33 4.2.2Tínhcácđiểmngắnmạch 34 CHƯƠNGV 42 CHỌNKHÍCỤĐIỆNVÀTHANHDẪN 42 5.1Chọnthanhdẫncứng 42 5.1.1Chọnthanhdẫnvàtiếtdiệnthanhdẫn 42 5.1.2Kiểmtrađiềukiệnổnđịnhnhiệt 43 5.1.3Kiểmtrađiềukiệnổnđịnhđộng 43 5.1.4Chọnsứđỡchothanhdẫncứng 46 5.2Lựachọnthanhgópvàthanhdẫnmềm 47 5.2.1Thanhgópphía220kV 47 5.2.2Thanhgópphía110kV 50 5.3.Chọnmáycắtđiện 53 5.4Lựachọndaocáchly 54 5.5Chọnmáybiếnđiệnáp(BU)vàmáybiếndòngđiện(BI) 55 5.5.1Chọnmáybiếnđiệnáp(BU) 55 5.4.2Lựachọnmáybiếndòngđiện 57 5.6Chọncápvàkhángđiện 60 5.6.1.Chọncápchophụtảiđịaphương 60 5.6.2.Chọnkhángđiện 62 5.7.Chọnchốngsétvan 65 5.7.1.Chọnchốngsétvanchothanhgóp 65 5.7.2.Chọnchốngsétvanchomáybiếnáp 65 CHƯƠNGVI 67 TÍNHTOÁNĐIỆNTỰDÙNG 67 ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú3 6.1Sơđồđiệntựdùng 67 6.2Chọnmáybiếnđiệnáptựdùng 67 6.2.1ChọnmáybiếnáptựdùngcấpI 67 6.2.2ChọnmáybiếnáptựdùngcấpII 68 6.3ChọnmáycắtcủamáybiếnáptựdùngcấpI 68 6.3.2Máycắtphíahạáp 69 6.4Chọnáptômát 70 TÀILIỆUTHAMKHẢO 71 ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú4 CHƯƠNGI CHỌNMÁYPHÁTĐIỆN,TÍNHTOÁNPHỤTẢIVÀCÂNBẰNG CÔNGSUẤT. 1.1.Chọnmáyphátđiện Nhàmáythủyđiệnthiếtkếgồm5tổmáycótổngcôngsuất5×100MW=500MW. Từđótratrongsổtaytachọn5máyphátđiệnnhiệtđiệnkiểuTB ɸ 1002cócácthôngsố chotrongbảngsau: Loại máyphát Thôngsốđịnhmức Điệnkhángtươngđối n v/ph S MVA P MW U kV cos M I kA X’’ d X’ d X d TB ɸ 1002 3000 117,65 100 0,85 10,5 6,475 0,183 0,263 1,79 Bảng1.1:Thôngsốmáyphát 1.2.Tínhtoánphụtảivàcânbằngcôngsuất Tatínhđượcphụtảicáccấpđiệnáptheocôngsuấtbiểukiếnbởicáccôngthứcsau: tb P t S(t) = cosφ (1.1)  max (t) P %.P P = t 100 (1.2) Trongđó: S(t) :côngsuấtbiểukiếncủaphụtảiởthờiđiểmt. cosφ tb  :hệsốcôngsuấttrungbìnhcủaphụtải. P (t) % :Côngsuấtcủaphụtảitínhtheophầntrămcôngsuấtcựcđạitạithờiđiểmt. P max  :Côngsuấtphụtảicựcđại. 1.2.1Đồthịphụtảitoànnhàmáy Nhàmáynhiệtđiệngồm5tổmáy,mỗitổmáycócôngsuất100MWnên: Tổngcôngsuấtđặtcủanhàmáy:P NM =5x100=500MWS NM =588,25MVA Theocáccôngthức(1.1)và(1.2)tacóbảngsau: t,h 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 P NM % 85 90 90 95 100 95 100 95 90 P NM (t),MW 425 450 450 475 500 475 500 475 450 S NM (t),MVA 500 529,41 529,41 558,82 588,24 558,82 588,24 558,82 529,41 Bảng1.2:Biếnthiênphụtảihàngngàycủanhàmáy ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú5 Đồthịphụtảitoànnhàmáy: 0 5 10 15 20 25 0 100 200 300 400 500 600 Đồthịphụtảinhàmáy S NM (MVA) t(h) Hình1.1:Đồthịphụtảinhàmáy 1.2.2Đồthịphụtảitựdùngtoànnhàmáy Tựdùngcựcđạicủatoànnhàmáybằng8%côngsuấtđịnhmứccủanhàmáyvới cosφ td =0,84 Phụtảitựdùngcủanhàmáythủyđiệnđượcxácđịnhtheocôngthứcsau: nm td nm max nmmax td P Cosφ  α S (t) S (t)= × 0,4+0,6 100 S § · ¨ ¸ ¨ ¸ © ¹ (1.3) Trongđó: P nmmax  :Côngsuấttácdụngđiệncựcđạicủanhàmáy S nmmax  :Côngsuấtcủatoànnhàmáy S nm (t) :Côngsuấtnhàmáyphátraởthờiđiểmt α% :Sốphầntrămlượngđiệntựdùng cos M td  :Hệsốcôngsuấttựdùng Theocôngthức(1.3)tađượcbảngsau: t(h) 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 S NM (t),MVA 500 529,41 529,41 558,82 588,24 558,82 588,24 558,82 529,41 S TD (t),MVA 43,33 44,76 44,76 46,19 47,62 46,19 47,62 46,19 44,76 Bảng1.3:Biếnthiênphụtảihàngngàycủaphụtảitựdùng. ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú6 Đồthịphụtảitựdùngcủanhàmáy: 0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 Đồthịphụtảitựdùngnhàmáy S td(MVA) t(h) Hình1.2:Đồthịphụtảitựdùngnhàmáy 1.2.3Đồthịphụtảicấpđiệnápmáyphát(phụtảiđịaphương) Phụtảiđiệnápmáyphátcó dm U =10,5kV; UFmax P =18MW;cos M =0,92. Theocáccôngthức(1.1)và(1.2)tacóbảngkếtquảsau: t(h) 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 P UF % 65 70 85 80 95 90 100 85 80 P UF (t),MW 11,7 12,6 15,3 14,4 17,1 16,2 18 15,3 14,4 S UF (t),MVA 12,72 13,7 16,63 15,65 18,59 17,61 19,57 16,63 15,65 Bảng1.4:Biếnthiênphụtảihàngngàycủaphụtảiđịaphương. Đồthịphụtảicấpđiệnápmáyphát(Phụtảiđịaphương): 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 ĐồthịphụtảiđịaphươngS UF (MVA) t(h) Hình1.3:Đồthịphụtảiđịaphương ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú7 1.2.4Đồthịphụtảiđiệnáptrungáp Phụtảitrungápcó dm U =110kV; UTmax P =160MW;cos M =0,85 Theocáccôngthức: max P(%) P(t)= .P 100 ; P(t) S(t)= cosφ t(h) 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 P UT % 75 75 90 85 90 85 75 90 75 P UT (t),MW 120 120 144 136 144 136 120 144 120 S UT (t),MVA 141,18 141,18 169,41 160 169,41 160 141,18 169,41 141,18 Bảng1.5Biếnthiênphụtảihàngngàycủaphụtảiđiệnáptrungáp Đồthịphụtảiđiệnáptrung: 0 5 10 15 20 25 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Đồthịphụtảiđiệnáptrung S UT (MVA) t(h) Hình1.4:Đồthịphụtảiđiệnáptrung 1.2.5Đồthịphụtảiđiệnápcaoáp Phụtảicaoápcó dm U =220kV; UCmax P =140MW;cos M =0,87 Theocáccôngthức: max P(%) P(t)= .P 100 ; P(t) S(t)= cosφ t(h) 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 P UC % 85 85 75 90 85 90 85 75 85 P UC (t),MW 119 119 105 126 119 126 119 105 119 S UC (t),MVA 136,78 136,78 120,69 144,83 136,78 144,83 136,78 120,69 136,78 Bảng1.6Biếnthiênphụtảihàngngàycủaphụtảiđiệnápcaoáp ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú8 Đồthịphụtảiđiệnápcao: 0 5 10 15 20 25 10 10 30 50 70 90 110 130 150 ĐồthịphụtảiđiệnápcaoS UC (MVA) t(h) Hình1.5:Đồthịphụtảiđiệnápcao 1.2.6Đồthịcôngsuấtphátvềhệthống Côngsuấtphátvềhệthốngtạimỗithờiđiểmđượcxácđịnhtheocôngthứcsau: S VHT (t)=S NM (t)[S UF (t)+S UT (t)+S UC (t)+S TD (t)] Kếtquảtínhtoánchotrongbảngsau: t(h) 004 0406 0608 0810 1012 1214 1418 1820 2024 S NM (t) 500 529,41 529,41 558,82 588,24 558,82 588,24 558,82 529,41 S UF (t) 12,72 13,7 16,63 15,65 18,59 17,61 19,57 16,63 15,65 S UT (t) 141,18 141,18 169,41 160 169,41 160 141,18 169,41 141,18 S UC (t) 136,78 136,78 120,69 144,83 136,78 144,83 136,78 120,69 136,78 S TD (t) 43,33 44,76 44,76 46,19 47,62 46,19 47,62 46,19 44,76 S VHT (t) 165,99 192,99 177,92 192,15 215,84 190,19 243,09 205,9 191,04 Bảng1.7Biếnthiênphụtảihàngngàycủaphụtảitổnghợptoànnhàmáy Đồthịphụtảitổnghợptoànnhàmáy ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú9 0 5 10 15 20 25 0 100 200 300 400 500 600 Đồthịphụtảitổnghợptoànnhàmáy Snm SuF SuT Std SvHT SuC S(MVA) t(h) Hình1.6:Đồthịphụtảitổnghợptoànnhàmáy 1.3.Nhậnxét 1.3.1 Phụ tải địa phương uFmax đmF 19,57 S 100% 100% 8,32% 15% 2S 2 117,65 u u  u Vậyphụtảiđiệnápmáyphátnhỏcóthểlấyrẽnhánhtừcácbộmáyphátđiện–máy biếnápmàkhôngcầnthanhgópđiệnápmáyphát. 1.3.2 Hệ thống Hệthốngcólượngcôngsuấtdựtrữlà dt S 200 MVA ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú11 CHƯƠNGII XÁCĐỊNHCÁCPHƯƠNGÁNVÀCHỌNMÁYBIẾNÁP 2.1.Đềxuấtphươngán Đểliênlạcgiữahaihệthống110kVvà220kV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dâyquấnnhưtổnthấtđiệnnăngbé,kíchthướctrọnglượngcũngnhưtiêuhaovật liệubé,hiệusuấtlạicao,linhhoạttrongvậnhànhnêntadùngmáybiếnáptựngẫuđểliên lạcgiữahaihệthống.Hơnnữa,điệnápởhệthống220kV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. Tathấy: uFmax đmF 19,57 S 100% 100% 8,32% 15% 2S 2 117,65 u u  u Nêntakhôngcầnsửdụngthanhgópđiệnápmáyphát. Do: TAmax TAmin 169,41 14 S S 1,18 Và đmF S =117,65(MVA) chonêntacóthểghéptừ1đến3bộmáyphátđiệnmáybiếnápbaphahaicuộndây bêntrungáp. Vớicácnhậnxéttrêntacócácphươngánnốiđiệnchonhàmáynhưsau: [...]... Ta thấy:2 phương án có độ chênh lệch về chi phí vận hành không quá 5%,ta quay lại  chọn theo vốn đầu tư Vậy phương án 1 là phương án có lợi hơn về mặt kinh tế do đó ta lựa chọn phương án 1 làm phương án thiết kế nhà máy điện Mai Anh Tú 34 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 4.1. Mục đích Việc tính toán dòng điện ngắn mạch nhằm giúp cho việc chọn đúng các khí cụ điện và  dây  dẫn  của  nhà máy đảm  bảo  các  tiêu  chuẩn  về  ổn  định ... 3.1 Chọn sơ đồ thanh góp 3.1.1 Phương án 1 Ta có sơ đồ nối điện như sau: lộ kép 5 lộ đơn &  lộ kép  2  Lộ kép về hệ thống 110 kV 3 2 1 F 4  B20 Hình 3.1:Sơ đồ nối điện phương án 1 3.1.2 Phương án 2 lộ kép 4 5 lộ đơn &  lộ kép  2  Lộ kép về hệ thống 110 kV 3 2 B 1  F 20 Mai Anh Tú 30 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Hình 3.2:Sơ đồ nối điện phương án 2 3.2 Tính toán chỉ tiêu kinh tế 3.2.1  Các  chỉ  tiêu  đánh  giá... điện,   vốn  đầu  tư  ít,  đơn  giản  nên  dễ  vận  hành  …  hơn  phương án 3. Do đó ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán cụ thể, so sánh các chỉ  tiêu kinh tế kĩ thuật để chọn phương án tối ưu 2.2. Tính toán chọn máy biến áp 2.2.1.Phương án 1 Mai Anh Tú 13 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 5 4 / S B 3 2 1 F 110 kV 220 HTĐ tdF UT C 2.2.1.1. Chọn máy biến áp MBA 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4, B5 Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5 được chọn theo điều kiện:... Mạch phía máy phát I bt = SdmF 117,65 = = 6,47 kA 3.U Fdm 3.10,5 Icb(2) =1,05 I bt =1,05 6,47 = 6,79 kA Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp 10,5kV là : Icb10,5kV Max Icb(1) ,Icb(2) 6, 79 kA Bảng tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp : U, kV 220 110 10,5 Icb, kA 0,39 0,49 6,79 Bảng 2.9Tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp Mai Anh Tú 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU... bt =1,05 6,47 = 6,79 kA Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp 10,5kV là : Icb10,5kV Max Icb(1) ,Icb(2) 6, 79 kA Bảng tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp : U, kV 220 110 10,5 Icb, kA 0,52 0,63 6,79 Bảng 2.4 Tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp 2.2.2.Phương án 2 Mai Anh Tú 21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 4 Std / S 3 2 1 F 5 Btd 110 kV 220 HTĐ UT C F 2.2.1.1. Chọn máy biến áp MBA 2 cuộn dây phía 220kV B5:... do  đó  máy biến áp không bị quá tải trong chế độ sự cố này Kiểm tra điều kiện: UT min Smax SVHT SUT min SCTN thieu UC Nhận thấy: Mai Anh Tú 18 108,1(MVA) ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN HT Sdt 300(MVA) Sthieu Vậy với sự cố này hệ thống có thể làm việc hoàn toàn bình thường 2.2.1.4.Tính tổn thất điện năng Tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ máy phát ­ máy biến áp: Máy biến áp B3, B4 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng do đó tổn thất điện năng ... 4.2.2 Tính các điểm ngắn mạch Mai Anh Tú 36 2 U đm Scb 100 × = 0,183× = 0,195 2 U cb S 117,65 đm ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN N HTĐ 5 2 1 4 3 ’ N u / T F 4 2 1 3F10  BC kV 220  UT SD Sơ đồ thay thế và lựa chọn các điểm ngắn mạch: 5 ’ N T C B F 4 3 2 1 D X HT EB a.Điểm ngắn mạch N1 Mai Anh Tú 37 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 5 N T C B F 4 3 2 1 D X HT EB Do N1 có tính đối xứng nên ta có: X1 = X HT + X D 0,016... 0,5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 1 S F đm α SB1 =S đm đm B2 1 117,65 = 235,3(MVA) 0,5 Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 có thông số kỹ thuật : Loại  MBA Sđm MVA ATДЦTH 250 Điện áp cuộn dây kV UN% C T H C­T 242 121 10,5 11 C­H T­H 32 20 ∆P0 kW 120 ∆PN kW C­T 520 I0% C­H T­H ­ ­ 0,5 Bảng 2.2:Thông số máy biến áp tự ngẫu B1,B2 2.2.1.2. Phân  bố công suất cho các  máy biến áp Máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 110 kV(B3, B4,B5) ... MVA ATДЦTH 250 Điện áp cuộn dây kV UN% C T H C­T 242 121 10,5 11 C­H T­H 32 20 ∆P0 kW 120 ∆PN kW C­T 520 I0% C­H T­H ­ ­ 0,5 Bảng 2.7:Thông số máy biến áp tự ngẫu B1,B2 2.2.2.2. Phân  bố công suất cho các  máy biến áp Máy biến áp 2 cuộn dây bên cao áp 220 kV(B5)  và phía 110kV (B3,B4) Mai Anh Tú 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện ­ máy biến áp 2 cuộn dây ...ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Phương án 1 5 4 / S B 3 2 1 F 110 kV 220 HTĐ tdF UT C    + Ưu điểm: Dùng hai loại máy biến áp nên có lợi cho việc vận hành và bảo vệ. Số  lượng thiết bị nối với thanh góp điện áp cao ít nên vốn đầu tư thấp hơn    + Nhược điểm: Khi phụ tải phía điện áp trung min thì lượng công suất truyền từ  phía trung sang phía cao lớn nên gây tổn thất lớn trong MBA tự ngẫu Phương án 2 . 43 5.1.3Kiểmtrađiềukiệnổnđịnhđộng 43 5.1.4Chọnsứđỡchothanhdẫncứng 46 5.2Lựachọnthanhgópvàthanhdẫnmềm 47 5.2.1Thanhgópphía220kV 47 5.2.2Thanhgópphía110kV 50 5.3.Chọnmáycắtđiện 53 5.4Lựachọndaocáchly. 62 5.7.Chọnchốngsétvan 65 5.7.1.Chọnchốngsétvanchothanhgóp 65 5.7.2.Chọnchốngsétvanchomáybiếnáp 65 CHƯƠNGVI 67 TÍNHTOÁNĐIỆNTỰDÙNG 67 ĐỒÁNMÔNHỌCNHÀMÁYĐIỆN MaiAnhTú3 6.1Sơđồđiệntựdùng. 33 4.2.2Tínhcácđiểmngắnmạch 34 CHƯƠNGV 42 CHỌNKHÍCỤĐIỆNVÀTHANHDẪN 42 5.1Chọnthanhdẫncứng 42 5.1.1Chọnthanhdẫnvàtiếtdiệnthanhdẫn 42 5.1.2Kiểmtrađiềukiệnổnđịnhnhiệt 43 5.1.3Kiểmtrađiềukiệnổnđịnhđộng