Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện ngo thanh tung

ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung1SVTH:NgôThanhTùng                  PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN                  ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung2SVTH:NgôThanhTùng  CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1. Chọn máy phát điện Căncứvàoyêu cầuthiếtkếchonhàmáynhiệtđiệnngưnghơigồm4tổmáy, côngsuấtmỗitổmáylà100MW,tachọnmáyphátđiệncócácthôngsốghitrênbảng sau: Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy phát điện Loạimáy S P n U cos   X d ’’  X d ’ X d  (MVA)  (MW)  (v/p) (kV) TBΦ-120-2 125 100 3000 10,5 0,8 0,192 0,273 1,907 1.2. Tính toán cân bằng công suất Đểđảmbảochấtlượngđiệnnăngtạimỗithờiđiểm,côngsuấtdocácnhàmáy điệnphátraphảihoàntoàncânbằngvớicôngsuấttiêuthụ(kểcảtổnthấtcôngsuất trongcácmạngđiện).Côngthứcchungđểtínhtoánthiếtkếnhưsau:   max %( ) %( ) . . 100 100. dm S t S t S t S P Cos     (1-1) Trong đó: S(t):Côngsuấtbiểukiếncủaphụtảiởtừngcấpđiệnáptạithờiđiểmt. S % (t): Côngsuấttínhtheo%củacôngsuấtcựcđạitạithờiđiểmt. cos  :Hệsốcôngsuấtphụtải. P max :Côngsuấttácdụngcựcđại. Bảng 1.2: Bảng biến thiên công suất Giờ 0- 4 4-6  6-8  8-10  10- 12 12- 14 14-16 16- 18 18- 20 20- 22 22- 24 SU F  80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80 SU T  90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80 SU C  70 70 80 80 90 90 90 90 100 90 80 S TNM  80 80 80 80 90 100 100 100 90 90 90 1.2.1. Phụ tải toàn nhà máy VớiP TNMmax =n.P dmF =4.100=400MW;cos  =0,8 Phụtảitoànnhàmáytạithờiđiểmtừ0-4hđượcxácđịnhtheocôngthức(1-1):   0 4 80 400 400( ) 100 0,8 TNM S MVA      ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung3SVTH:NgôThanhTùng  1.2.2. Phụ tải tự dùng Phụtảitựdùngđượcxácđịnhtheocôngthứcsau: S TD (t) = 100 %  . ) . .6,04,0( cos . )( dmF t TNM TD dmF Sn SPn   (1-2) Với: TD  cos =0,84,  = 8%,n=4. S TD (0-4)= 8 4.100 400 . .(0,4 0,6. ) 33,52 100 0,84 4.125   (MVA) 1.2.3. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp a. Phụ tải cấp 220 kV. Theobàicho:P UCmax =150MW;cos=0,85 Côngsuấtphụtảicaoáp220kVđượcxácđịnhtheocôngthức(1-1): (0 4) max (0 4) % 70 150 . . 123,53 100 cos 100 0,85 UC UC UC S P S MVA        b. Phụ tải trung áp 110 kV Tacó:P UTmax =140MW;cos=0,86 Phụtảitrungáptạithờiđiểmtừ0h–4hđượcxácđịnhtheocôngthức(1-1): (0 4) max (0 4) % 90 140 . . 146,51 100 cos 100 0,86 UT UT UT S P S MVA        c. Phụ tải cấp điện áp máy phát Với:P DPmax =14MW;cos=0,85 Phụtảiđịaphươngtạithờiđiểmtừ0h–4hđượcxácđịnhtheocôngthức(1-1): (0 4) max (0 4) % 80 14 . . 13,18 100 cos 100 0,85 UF F F S P S MVA        1.2.4. Công suất phát về hệ thống Dựatrênnguyêntắctổngcôngsuấtphátbằngcôngsuấtthutacó: Côngsuấtphátvàohệthốngđượcxácđịnhtheocôngthứcsau: S VHT (t) = S TNM (t) - [ S TD (t) + S UT (t) + S UF (t) + S UC (t)](1-2) S VHT (0-4)=400–(33,52+146,51+13,18+123,53)=83,26(MVA) Tínhtoánchocácthờiđiểmtươngtựtacóbảngtổnghợpphụtảisau:       ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung4SVTH:NgôThanhTùng  Bảng 1.3:Tổng hợp phụ tải các cấp điện áp và công suất phát về hệ thống t,h 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S TNM  400 400 400 400 450 500 500 500 450 450 450 S TD 33,52 33,52 33,52 33,52 35,81 38,10 38,10 38,10 35,81 35,81 35,81 S UC 123,53  123,53  141,18  141,18  158,82  158,82  158,82  158,82  176,47  158,82  141,18  S UT  146,51  146,51  130,23  130,23  146,51  146,51  162,79  146,51  146,51  130,23  130,23  S F  13,18 13,18 13,18 11,53 11,53 13,18 14,82 16,47 14,82 14,82 13,18 S VHT  83,26 83,26 81,89 83,54 97,33 143,39  125,47  140,10  76,38 110,31  129,60    Hình 1.1: Đồ thị phụ tải nhà máy Nhận xét: Nhà máy thiết kế gồm có 4 tổ máy. Tổng công suất toàn nhà máy là S = 500MVA.Cungcấpđiệnchocácphụtảiđiệnápmáyphát10,5kV,trungáp110kV, 220kVvàtựdùngchonhàmáy.Ngoàiracònphát1lượngcôngsuấtvềhệthống. Phụtảiđiệnápmáyphát:S max =16,47MVA,S min =11,53MVA Phụtảitrungáp110kV:S max =162,79MVA,S min =130,23MVA ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung5SVTH:NgôThanhTùng  Phụtảicaoáp220kV:S max =176,47MVA,S min =123,53MVA Côngsuấtphátvềhệthống:S max =143,39MVA,S min =76,38MVA 1.3. Đề xuất các phương án nối điện Cóthểđưaramộtsốnguyêntắcđểđềxuấtcácphươngánnốiđiệncủanhàmáy điệnnhưsau: 1. Có hay không sử dụng thanh góp điện áp máy phát Giảthiếtphụtảiđịaphươngtríchđiệntừđầucực2tổmáyphát,khiđólượng côngsuấtđượcphéprẽnhánhtừđầucựcmáyphátsẽlà: max .100% 16, 47 .100% 6, 59% 15% 2. 2.125 UF dmF S S     Không cần thanh góp điện áp đầu cực máy phát, phụ tải điện áp máy phát được lấy điện từ phía hạ áp máy biến áp liên lạc. 2. Chọn số lượng và loại máy biến áp làm liên lạc - Hệsốcólợi: 220 110 0,5 220 C T C U U U        - Lướiđiệnápphíatrung110kV,phíacao220kVđềulàlướicótrungtính trựctiếpnốiđất. Vậy dùng 2 MBA tự ngẫu, có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải làm liên lạc. 3. Chọn số lượng bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung -Phụtảicấpđiệnáp110kVcócôngsuất:S UTmax =162,79MVA S UTmin =130,23MVA Mà:S dmF =125MVA Vậy có thể ghép từ 12 bộ MF - MBA ba pha hai cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung. Trên cơ sở phân tích trên, ta có thể đưa ra một số phương án nối dây như sau: 1.3.1. Phương án 1(Hình 1.2) Ởphươngánnàyđểliênlạcgiữa3cấpđiệnáptadùnghaimáybiếnáptựngẫu (B1,B2).TaghéphaibộMF-MBAhaicuộndâyvàophíatrungáp110kV(F3-B3, F4-B4)đểcungcấpđiệnchophụtảitrungáp.  ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung6SVTH:NgôThanhTùng   Hình 1.2: Sơ đồ nối điện của phương án 1 Ưu điểm: -Sơđồnốiđiệnđơngiản,cungcấpđủcôngsuấtchocácphụtải -Chỉcóhaichủngloạimáybiếnáp. -MBAvàmáycắtphíacaoápítnênvốnđầutưít. Nhược điểm: -Côngsuấtcủahaibộmáyphát-máybiếnáplớnhơncôngsuấtlớnnhấtcủa phụtảiphíatrungápnênnguồncôngsuấtthừađivềphíahệthống.Dođótổnthất côngsuấttrongmáybiếnápcao. 1.3.2. Phương án 2(Hình 1.3) Tadùng2máybiếnáptựngẫuđểliênlạcgiữa3cấpđiệnáp,ởphía110kVta chỉdùngmộtbộMF-MBAvàchuyểnmộtbộMF-MBAsangbênthanhcáiđiệnáp cao220kVđểcungcấpthêmnguồncôngsuấtphátvềhệthống. ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung7SVTH:NgôThanhTùng   Hình 1.3: Sơ đồ nối điện của phương án 2 Ưu điểm: -Côngsuấtphátcủacácmáyphátvớicácphụtảilàtươngứng. -TổnthấtcôngsuấtvàtổnthấtđiệnnăngtrongcácMBAít.Khiphụtải trungvàcaoápthayđổi Nhược điểm: -DocóhaibộMBA–MFởphíatrungvàphíacaonênviệcvậnhànhvàthaythế phứctạphơn. 1.3.3. Phương án 3(Hình 1.4) DùnghaiMBAtựngẫuđểliênlạcgiữacáccấpđiệnápbêncaovàbêntrungđồng thờiđượctríchmộtphầnđểcungcấpchophụtảiđịaphương.TadùngmộtbộMF- MBAđểcungcấpđiệnchophụtảiđiệnáptrung110kV,bêncao220kVtadùngba bộMF-MBA. ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung8SVTH:NgôThanhTùng     Hình 1.4: Sơ đồ nối điện của phương án 3 Ưu điểm: - Đảmbảocungcấpđiệnliêntục. Nhược điểm: - Cácđấunốisơđồphứctạp. - Vốnđầutưchomáybiếnáplớn,sốlượng,chủngloạiMBAnhiều. - Tổnthấtcôngsuấtlớn. - TrongquátrìnhvậnhànhxácsuấtsựcốMBAtăng. 1.3.4. Phương án 4(Hình 1.5) SơđồsửdụngbốnbộMF-MBA,trongđóbabộnốivớithanhcái220kVvàmột bộnốivớithanhcái110kV.DùnghaiMBAtựngẫuliênlạcgiữahaicấpđiệnápbên caovàbêntrungđồngthờiđểcungcấpđiệnchophụtảiđịaphương. ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung9SVTH:NgôThanhTùng   Hình 1.5: Sơ đồ nối điện của phương án 4 Ưu điểm: - Đảmbảocungcấpđiệnliêntục. Nhược điểm: - Cáchđấunốisơđồphứctạp. - VốnđầutưchoMBArấtcao,sốlượng,chủngloạiMBAnhiều. - Tổnthấtcôngsuấtlớn. - TrongquátrìnhvậnhànhxácsuấtsựcốMBAtăng. - KhisựcốMBAliênlạcthìphụtảiđịaphươngcónguycơbịthiếuhụtcôngsuất. - KhisựcốbêntrungthìkhảnăngMBAtựngẫuchịuquátải. Nhận xét:Nhìntổngquancóthểnhậnthấyphươngán3,phươngán4làphức tạphơncả,đồngthờivốnđầutưlớndođósẽloạihaiphươngánnàyvàtiếnhành phântíchhaiphươngáncònlại.Phươngán1vàphươngán2gầnnhưtươngđương: SốlượngMBAnhưnhautuynhiênđặcđiểmkhácnhaucănbảnlàsốlượngbộMF- MBAnốivàobêntrungvàlượngcôngsuấttruyềntảiquaMBAtựngẫu.Đểtìmđược phươngántốiưuhơntatiếnhànhphântíchcụthểtừngphươngán.    ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung10SVTH:NgôThanhTùng  CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP Ởchươngnàytasẽtínhtoánvàlựachọncôngsuấtchocácmáybiếnápchohai phươngánđãđượcchọn,máybiếnáp đượcchọnphảiđảmbảohoạtđộngantoàn trongđiềukiệnbìnhthườngvàkhixảyrasựcốnặngnềnhất. A. Phương án 1.  Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 1 2.1.A. Phân bố công suất các cấp điện áp trong máy biến áp Việc phân bố công suất cho các máy biếnápđược thực hiện theo nguyên tắc: Phâncôngsuấtchomáybiếnáptrongsơđồbộmáyphát-máybiếnáphaicuộndây làbằngphẳngtrongsuốt24h,phầnthừacònlạidomáybiếnápliênlạcđảmnhiệm trêncơsởđảmbảocânbằngcôngsuấtphátbằngcôngsuấtthu,khôngxétđếntổnthất trongmáybiếnáp. 2.1.A.1. MBA 2 cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA CôngsuấtcủacácmáybiếnápB3,B4đượcxácđịnhtheo(côngthức2.1-Tr21-Sách ThiếtkếphầnđiệnnhàmáyđiệnvàTrạmbiếnáp): max 3 4 1 1 125 .38,10 115,48 4 4 bo B B đmF TD S S S S S MVA         2.1.A.2. MBA liên lạc TổmáyphátđiệnF1,F2cungcấpchotựdùng,phụtảiđịacấpđiệnápmáyphát, phầncònlạiđưalênthanhgóp110kVhoặc220kV.Vớiphânbốcôngsuấtnhưtrên, tatínhluồngcôngsuấtchảyquacáccấpđiệnápcủa2máybiếnáptựngẫu: (Ápdụngcôngthức2.2-Tr22-SáchThiếtkếphầnđiệnnhàmáyđiệnvàTrạmbiếnáp) [...]... mạch tại điểm N3 có nguồn cung cấp gồm các máy phát điện và hệ thống trừ máy phát  F3 GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung29SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC  - Tự dùng:Điểm ngắn mạch tính toán N4có  nguồn cung cấp là  hệ thống và tất cả  các máy phát.  4.2 Lập sơ đồ thay thế  Tính điện kháng cho các phần tử trong hệ đơn vị tương đối:        Để tính toán dòng ngắn mạch trong đồ án thiết kế này ta dùng phương pháp gần ... đứt  dây  trong  hệ thống điện , của PGS.TS. Phạm văn Hòa ta có công thức tính:  GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung34SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC  IN   Etdi E S I cb   tdi cb    (4-1)  X tdi X tdi 3.U cb Trong đó: Xtdi : Điện kháng tương đương nhánh i trong sơ đồ thay thế đơn giản.  Icb : Dòng điện cơ bản cấp điện áp có điểm ngắn mạch, kA  Etd : Suất điện động tương đương, dạng tương đối cơ bản. ... 0,088 + 0,154 = 0,242  X14 = X4 + X5 = 0,084 + 0,154 = 0,238  Vậy ta có sơ đồ thay thế như sau:  GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung31SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC    Rút gọn sơ đồ :  GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung32SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC    N1 là điểm ngắn mạch có tính chất đối xứng, nên ta có sơ đồ thay thế sau khi gập  theo trục đối xứng như sau :  X 15... phối phương án 1  3.1.2 Phương án 2 Tương tự phương án 1 ta cũng có:  GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung24SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC        - Phía 220kV: Gồm có 1 lộ kép x 150 MW. Đường dây lộ kép truyền tải công suất  về hệ thống.   Vậy:  Có  3  mạch  máy  biến  áp  và  4  mạch  đường  dây  nên  ta  dùng  sơ  đồ hai  hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng  - Phía 110kV: Gồm có 1 lộ kép x 90 MW và 1 lộ đơn x 50 MW. ... công suất về hệ thống.   Vậy:  Có  2  mạch  máy  biến  áp  và  4  mạch  đường  dây  nên  ta  dùng  sơ  đồ hai  hệ thống thanh góp.  - Phía 110kV: Gồm có 1 lộ kép x 90 MW và 1 lộ đơn x 50 MW.  Vậy:  Có  4  mạch  máy  biến  áp  và  3  mạch  đường  dây  nên  ta  dùng  sơ  đồ hai  hệ thống thanh góp.  Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 1 như sau:    Hình 3-1 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án. .. ATДЦTH25000/230  3975,18  Tổng  11690,25    GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung23SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC  CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối 3.1.1 Phương án 1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối cho mạch điện phía điện áp cao và phía điện áp  trung  được  chọn  căn  cứ  vào  số  mạch  đường  dây  và  mạch  máy  biến ... Vậy ta chọn phương án II là phương án tối ưu.        GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung28SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC  CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH Việc tính toán ngắn  mạch là để lựa chọn trang thiết bị khi thiết kế, đảm bảo an  toàn dưới tác động nhiệt và cơ do dòng ngắn mạch gây ra. Hiệu chỉnh các thiết bị bảo  vệ và tự động hóa trong hệ thống điện.  Ở chương này ta sẽ tính toán dòng ngắn mạch ... dây  nên  ta  dùng  sơ  đồ hai  hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng.  Vậy ta có sơ đồ thiết bị phân phối cho phương án 2 như sau:      Hình 3-2 : Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2  3.2 Tính toán kinh tê, kỹ thuật Chọn phương án tối ưu Phương án tối ưu được chọn phải căn cứ vào vốn đầu tư máy biến áp, thiết bị  phân phối và chi phí vận hành hàng năm. Việc tính toán về vốn đầu tư và chi phí vận ...        Để tính toán dòng ngắn mạch trong đồ án thiết kế này ta dùng phương pháp gần  đúng với khái niệm điện áp định mức trung bình và chọn điện áp cơ bản bằng điện áp  trung bình các cấp: Ucb=Utb = 230, 115, 11 kV.         Công suất cơ bản: Scb=100(MVA) * - Điện kháng hệ thống:  Với SdmHT = 3500(MVA),  X HT  1, 2   * X1 = XHT = X HT S cb  1, 2  S dmHT 100  0, 034   3500 - Điện kháng đường dây nối với hệ thống:  l = 135(km), Ucb = 230 (kV), x0 = 0,4. ... biến  áp  và  bằng  tổn  thất  không tải của nó.  GVHD: ThS. ĐặngThànhTrung15SVTH: Ngô Thanh Tùng    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC  +  Tổn thất đồng trong dây dẫn phụ thuộc vào tải của máy biến áp.  2.3.A.1 Tính tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây (Áp dụng công thức 2.29a - Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp) 2   Sbo   Công thức tính như sau:  A=8760 ΔP0  ΔPN   . Tadùng2máybiếnáptựngẫuđểliênlạcgiữa3cấpđiệnáp,ởphía110kVta chỉdùngmộtbộMF-MBAvàchuyểnmộtbộMF-MBAsangbên thanh cáiđiệnáp cao220kVđểcungcấpthêmnguồncôngsuấtphátvềhệthống. ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung7SVTH:Ngô Thanh Tùng   Hình. 1.3.4. Phương án 4(Hình 1.5) SơđồsửdụngbốnbộMF-MBA,trongđóbabộnốivới thanh cái220kVvàmột bộnốivới thanh cái110kV.DùnghaiMBAtựngẫuliênlạcgiữahaicấpđiệnápbên caovàbêntrungđồngthờiđểcungcấpđiệnchophụtảiđịaphương. . 0,8 TNM S MVA      ĐỒÁNTỐTNGHIỆPTRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰC  GVHD:ThS.ĐặngThànhTrung3SVTH:Ngô Thanh Tùng  1.2.2. Phụ tải tự dùng Phụtảitựdùngđượcxácđịnhtheocôngthứcsau: S TD (t) = 100 %  . ) . .6,04,0( cos . )( dmF t TNM TD dmF Sn SPn   (1-2) Với: TD  cos =0,84, 