thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, với sách kinh tế mới, Đảng nhà nước ta trọng đẩy mạnh công nghiệp hóa đại hóa đất nước Cùng với phát triển mạnh mẽ nghành công nghiệp, nghành lượng Việt nam có bước tiến vượt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn then chốt kinh tế.Cùng với việc xây dựng thành công đường dây tải điện Bắc – Nam số công trình lớn khác, hệ thống điện nước ta bước cải tạo, nâng cấp Nhà máy nhiệt điện đem lại lợi ích không nhỏ kinh tế kỹ thuật Tuy nhiên, xây dựng nhà máy nhiệt điện lại cần vốn đầu tư kinh tế lớn thời gian xây dựng kéo dài nhiều năm.Do đó, để theo kịp tốc độ phát triển kinh tế,để đáp ứng nhu cầu trước mắt điện ta cần thiết phải xây dựng nhà máy nhiệt điện : có vốn đầu tư ,thời gian xây dựng nhanh Việc giải đắn vấn đề kinh tế – kỹ thuật đem lại lợi ích không nhỏ cho kinh tế hệ thống điện.Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính toán chế độ vận hành tối ưu không nhiệm vụ mà củng cố toàn diện mặt kiến thức sinh viên nghành hệ thống điện trước xâm nhập thực tế Em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn:Ts Trương Ngọc Minh hướng dẫn em tận tình, giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên Đào Văn Tùng Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Tính toán phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để đảm bảo kinh tế xây dựng vận hành Lượng điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ hộ dùng điện điện tổn thất Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi Do vậy, người ta cần phải biết đồ thị phụ tải, nhờ chọn phương án vận hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế kỹ thuật Từ vấn đề đặt nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế phải tiến hành công việc : chọn máy phát điện, tính toán phụ tải cân công suất cách hợp lý 1.1.Chọn máy phát điện Máy phát điện thiết bị quan trọng nhà máy điện Khi lựa chọn máy phát điên cần điểm sau : - Máy phát điện có công suất lớn vốn đầu tư tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điên phí tổn vận hành năm bé - Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau nên chọn máy phát loại - Chọn điện áp định mức máy phát dòng điện định mức dòng điện ngắn mạch cấp bé dễ chọn khí cụ điện Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Theo yêu cầu thiết kế số lượng máy phát điện tổ máy, máy có công suất Pđm=60 MW Tổng công suất đặt nhà máy là: 4*60= 240 (MW) Tra bảng tài liệu “ Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp” ta chọn máy phát điện loại TB Φ -60 -2 có thông số sau : Bảng 1.1 Thông số định mức Loại máy phát TB Φ Điện kháng tương đối n v/ph S MVA P MW U kV cos ϕ I kA X’’d X’d Xd 3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,146 0,22 1,691 -60-2 1.2.Tính toán phụ tải cân công suất Để đảm bảo vận hành an toàn , thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ ỏ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào công cụ đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý , đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải 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 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 hệ số cosϕtb phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : P(t ) = P (%) Pmax 100 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page (1) Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN S (t ) = P (t ) cos ϕ (2) Trong đó: P(t) – công suất tác dụng phụ tải thời điểm t S(t) – công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t cosϕ - hệ số công suất phụ tải 1.2.1 Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) Phụ tải điện áp máy phát có Udm= 10 kV; PUFmax= 12 MW; cosϕ = 0,85 Bao gồm đường dây : kép x 3MW x 3km , P% cho bảng Tính toán theo công thức ( ) v ( ) tacó: Thời gian từ - 6(h) :P%=70% Theo công thức ( ) : P(t ) = P (%) 70 Pmax = 12 = 8,4( MW) 100 100 Theo công thức (2) S (t ) = P (t ) 8,4 = = 9,88 ( MW ) cos ϕ 0,85 Tính toán tương tự cho khoảng thời gian lại ta có bảng tổng kết sau : T(h) 0-6 6-12 12-16 16-20 20-24 Pđp% 70 90 80 100 70 Pđp(t)MW 8,4 10,8 9,6 12 8,4 Sđp(t)MVA 9,88 12,70 11,29 14,12 9,88 Đồ thị phụ tải địa phương Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.2.2 Đồ thị phụ tải trung áp Phụ tải trung áp có Udm= 110 kV; PUTmax= 80 MW; cosϕ = 0,88 phụ tải bao gồm đường dây kép x 40M W , P% cho bảng khoảng thời gian từ 0-8h ta có Theo công thức ( ) : P(t ) = P(%) 75 Pmax = 80 = 60( MW) 100 100 Theo công thức (2) S (t ) = P (t ) 60 = = 68,18( MW ) cos ϕ 0,88 Tính toán tương tự cho khoảng thời gian lại ta có bảng tổng kết sau : t(h) ÷8 ÷ 14 14 ÷ 20 20÷ 24 P% 75 80 100 85 PT (MW) 60 64 80 68 72,73 90,91 ST (MVA) 68,18 Đồ thị phụ tải trung áp : 1.2.3 Công suất phát nhà máy Nhà máy điện bao gồm tổ máy 60 MW có cosϕ = 0,8 nên : PNM = 60 = 240 MW SNM = 240/0,8 = 300 MVA Trong khoảng thời gian từ 0-8h ta có Theo công thức ( ) : Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 77,27 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN P (t ) = P (%) 80 Pmax = 240 = 190( MW) 100 100 Theo công thức (2) S (t ) = P(t ) 190 = = 240( MW ) cos ϕ 0,8 Tính toán tương tự cho khoảng thời gian lại ta có bảng tổng kết sau : t(h) ÷8 ÷ 12 P% 80 100 85 90 192 240 204 216 Ptnm (MW) Stnm (MVA) 240 300 12 ÷ 18 255 18 ÷ 24 270 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy : 1.2.4 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy Với nhà máy nhiệt điện điện tự dùng quan Đó điện dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm nước tuần hoàn …v.v Điện tự dùng chiếm khoảng từ (5-8)% tổng điện phát toàn nhà máy Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Công suất tự dùng nhà máy thời điểm ngày tính theo công thức sau : S TD (t ) = S (t )  α % PNM   0,4 + 0,6 NM  100 cos ϕ TD  S NM  ( 3) Trong đó: PNM - công suất tác dụng định mức nhà máy, PNM =200 MW α - phần điện sản xuất nhà máy dùng cho tự dùng , yêu cầu thiết kế lấy α = 5% cosϕTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosϕTD = 0,8 SNM - Là tổng công suất lắp đặt nhà máy SNM(t) - Là tổng công suất phát nhà máy thời điểm t PNM 240 = = 300( MVA) cos ϕ TD 0,8 SNM = Tính toán theo ( ): Trong khoảng thời gian từ 0-8(h) S TD (t ) = 7,6 240  240   0,4 + 0,6  100 0,8  300  = 20,064 (MVA) Tính toán tương tự cho khoảng thời gian lại ta có bảng: T(h) 0-8 S(t) MVA 240 Std (t) MVA 20,064 8-12 12-18 300 255 22,8 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 20,748 18-24 270 21,432 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.2.5 Đồ thị công suất phát hệ thống Công suất nhà máy phát hệ thống tính theo công thức sau: SHT = SNM(t) – [SUF(t) + SUT(t) + Std(t)] Trong : SHT: Công suất nhà máy phát hệ thống SNM: Công suất phát nhà máy SUF: Công suất tiêu thụ phụ tải điện áp máy phát SUT: Công suất tiêu thụ phụ tải điện áp trung Std: Công suất tự dùng nhà máy Dựa vào số liệu thời điểm ngày ta tính lượng công suất nhà máy phát hệ thống Từ ta có bảng cân công suất toàn nhà máy sau MVA t(h) 0-6 6-8 SNM(t) 240 240 MVA Std(t) MVA 20,064 20,064 Sđp(t) MVA 9,88 12,70 ST(t) MVA 68,18 68,18 SHT(t)MVA 8-12 300 12-14 255 14-16 255 16-18 255 18-20 270 20-24 270 22,8 12,70 72.73 20,748 11,29 72.73 20,748 11,29 90.91 20,748 14,12 90.91 21,432 14,12 90,91 21,28 9,88 77,27 141,87 139,06 191,77 150,23 132,05 129,22 143,54 161,42 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN đồ thị công suất phát hệ thống S ( Văn Tùng Page Sinh viên thực : Đào S t n Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 3 , S V 7 S T 2 2 1 S t , S d 1.2.6 Nhận xét * Phụ tải nhà máy phân bố không ba cấp điện áp, giá trị công suất lớn nhỏ chúng là: - Phụ tải địa phương : SĐPmax= 14,12 MVA ; SUFmin= 9,88 MVA - Phụ tải trung áp : SUTmax= 90,91 MVA ; SUTmin= 68,18 MVA - Phụ tải tự dùng : STDmax= 22,8 MVA ; STDmin= 20,064 MVA - Phụ tải phát hệ thống: SVHTmax= 191,77MVA; SVHTmin= 129,22MVA * Vai trò nhà máy điện thiết kế hệ thống : Nhà máy điện thiết kế việc cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp tự dùng phát hệ thống lượng công suất đáng kể (lớn lượng Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 10 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Oát kế tự ghi д 33 Tần số kế д 340 Công tơ tác dụng И 670 Công tơ phản kháng И 672 Tổng cộng Biến điện áp pha AB có : ` S2 = 8,3 0,66 0,66 20,42 1,62 1,62 3,24 8,3 6,5 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 20,422 + 3,24 = 20,675 VA cos ϕ = 20,42 = 0,988 20,675 Biến điện áp pha BC có : S2 = 19,72 + 3,24 = 19,984 VA cos ϕ = 19,72 = 0,987 19,984 Ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 kV có thông số : Cấp Công suất định Điện áp định mức (V) điện mức (VA) Kiểu BU Cuộn thứ áp Cuộn sơ cấp Cấp 0,5 Cấp cấp (kV) 10 10500 100 75 150 HOM − 10 Chọn dây dẫn nối BU dụng cụ đo lường : - Tiết diện dây dẫn chọn cho tổn thất điện áp không vượt 0,5% điện áp định mức thứ cấp có công tơ 0,3% công tơ - Để đảm bảo độ bền cơ: tiết diện tối thiểu dây dẫn 1,5 mm dây đồng 2,5 mm2 dây nhôm không nối với dụng cụ đo điện Và 2,5 mm2 dây đồng mm2 dây nhôm nối với dụng cụ đo điện Tính dòng điện dây dẫn : Ia = S ab U ab = 20,675 100 = 0,207 A Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 85 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ic = S bc U bc = 19,984 100 = 0,2 A Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A cosϕab = cosϕbc = Như dòng điện Ib = Ia = Điện áp giáng dây a b : ∆U = ( I a + I b ) r = ( 0,2 = 0,34 A ρ l I a + I b ) S Giả sử khoảng cách từ dụng cụ đo đến BU l = 50 m, bỏ qua góc lệch pha I a I b Vì mạch có công tơ nên ∆U = 0,5% tiết diện dây dẫn phải chọn : S ≥ Ia + Ib 0,34 + 0,2 ρ l = 0,0175 50 = 0,945 mm ∆U 0,5 Theo tiêu chuẩn độ bền học ta lấy dây dẫn dây đồng có tiết diện S = 1,5mm2 dây dẫn không nối với dụng cụ đo điện có tiết diện S = 2,5mm2 dây dẫn nối với dụng cụ đo điện b.Chọn BU cho cấp điện áp 110kV 220kV Phụ tải thứ cấp BU phía 110kV 220kV thường cuộn dây điện áp đồng hồ Vônmét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ nên không cần tính phụ tải thứ cấp Nhiệm vụ BU cấp điện áp kiểm tra cách điện đo lường điện áp ta chọn ba biến điện áp pha đấu Y0/Y0 Ta chọn BU có thông số sau : Loại BU Cấp Điện áp định mức điện cuộn dây (V) áp (kV Thứ Sơ cấp ) cấp Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 86 Công suất theo cấp xác (VA) Cấp Cấp 0,5 Công suất max (VA) Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HKφ − 110 − 57 HKφ − 220 − 58 110 220 110000/ 220000/ 3 100/ 400 400 600 600 2000 2000 100/ 5.5.2.Chọn máy biến dòng điện (BI) Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau :  - Sơ đồ nối dây kiểu máy : sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ máy biến dòng điện Kiểu biến dòng điện phụ thuộc vào vị trí đặt  - Điện áp định mức : UđmBI ≥ Uđmmạng  - Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb  - Cấp xác BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo Phụ tải thứ cấp BI chọn tương ứng với cấp xác BI có phụ tải định mức Z đmBI Để đảm bảo độ xác yêu cầu tổng phụ tải thứ cấp (Z 2) kể tổng trở dây dẫn không vượt ZđmBI Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong : Zdc tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd tổng trở dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo a.Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát 10,5kV Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lường vào BI ta xác định phụ tải thứ cấp BI pha sau : Tên dụng cụ đo lường Am pe mét Oát kế tác dụng Ký hiệu Э 302 д 341 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 87 Phụ tải thứ cấp (VA) a B c 1 5 − Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN  Oát kế tự ghi д 33 10 − Oát kế phản kháng д 324/1 − Công tơ tác dụng И 670 2,5 − Công tơ phản kháng И 672 2,5 Tổng cộng 26 - Điện áp định mức BI : UđmBI ≥ Uđmmạng = 10,5 kV  - Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb = 4,33 kA  - Cấp xác : 0,5 ( mạch thứ cấp có công tơ ) 10 2,5 2,5 26 Vậy từ điều kiện ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát loại T ПШ−10 có thông số : Uđm = 10,5 kV ; IđmSC = 400A ; IđmTC = 5A Với cấp xác 0,5 ta có ZđmBI = 1,2 Ω Chọn dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo: Giả thiết khoảng cách từ BI đến dụng cụ đo l = 30m Vì biến dòng mắc pha nên chiều dài tính toán : ltt = l = 30m Tổng trở dụng cụ đo lường mắc vào pha a ( pha c ) : Z dcΣ = S dcΣ 26 = = 1,04 Ω I dmTC Để đảm bảo độ xác tổng phụ tải thứ cấp (Z 2) kể tổng trở dây dẫn không vượt ZđmBI : Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI = 1,2 Ω ⇒ Z dd ≤ Z dmBI − Z dc = 1,2 − 1,04 = 0,16 Z dd ≈ Rdd = ⇒ S≥ ρl ≤ 0,16 S ρ l 0,0175.30 = = 3,28 mm Rdd 0,16 Vậy ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = 4mm2 Máy biến dòng chọn không cần phải kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 88 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ta có IđmSC = 4000A > 1000A BI chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt b.Chọn biến dòng cho cấp điện áp 110kV 220kV BI chọn theo điều kiện :  - Điện áp định mức BI : UđmBI ≥ Uđmmạng  - Dòng điện định mức sơ cấp : IđmSC ≥ Icb Với cấp điện áp 110kV ta có Icb = 413 A Với cấp điện áp 220kV ta có Icb = 500 A Ta chọn BI có thông số bảng sau : Thông số tính toán Loại BI Uđm kV Uđm Icb (kV (A) ) 110 41 TφHД-110M 110 220 220 TφH220-3T 50 Bội số ổn định động Bội số ổn định nhiệt 110 75 34,6/ 60/1 Iđm (A) iđđm (kA) Sơ Thứ cấp cấp 400 400 5 5.6.Chọn cáp kháng điện cho phụ tải địa phương Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 89 Cấp Phụ tải xác (Ω) 0,5 0,5 1,2 145 24-48 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN F1 K1 F2 K2 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 Kép 1,0 MC1 Cáp MC2 Cáp 5.6.1.Chọn cáp Phụ tải cấp điện áp U dm = 10kV, Pmax = 12 MW, cosϕ = 0,85 bao gồm đường dây cáp kép × 3MW × 3km S ≥ S kt = I lvbt J kt Chọn tiết diện cáp kép theo mật độ dòng điện : Dòng điện làm việc bình thường đường dây phụ tải địa phương : I lvbt = 365 Tmax = P = U dm cos ϕ 24 ∑P i PUF max ti = 365 12 ( 3 10.0,85 = 0,102 kA 8,4 + 10,8.6 + 9,4 + 12.4 + 8,4.4 = 7154 h Tra bảng với cáp lõi nhôm Tmax = 7154h ta có Jkt =1,2A/mm2 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 90 ) Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ⇒ S kt I lvbt 0,102 10 = = = 85 mm J kt 1,2 Tra bảng chọn cáp ba lõi nhôm có cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không chảy, vỏ chì, đặt đất ( nhiệt độ đất t ođ = 15oC ) ta : S = 95 mm2 ; Uđm = 10 kV ; Icp = 205 A Kiểm tra cáp kép chọn theo điều kiện phát nóng : Điều kiện : k qtsc k1.k2.Icp ≥ Icb = 2Ilvbt Trong : k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, k1 = 0,882 k2 - hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, k2 = 0,92 kqtsc - hệ số tải cố I lvbt 102 = = 0,613 < 0,8 k1 k I cp 0,882 0,92.205 Do nên kqtsc = 1,3 Thay vào điều kiện ta : 1,3.0,882.0,92.205 = 216,25 A > Icb = 2.102 = 204 A Như cáp chọn đảm bảo điều kiện phát nóng cho phép 5.6.2.Chọn kháng điện Kháng điện đầu đường dây phụ tải địa phương chọn theo điều kiện sau: - Điện áp : UdmK ≥ Udm.mạng=10kV - Dòng điện : IdmK ≥ IcbK Trong : IcbK dòng điện cưỡng qua kháng, tính phụ tải địa phương lớn cố kháng I cbK = PUF max 3U dm cos ϕ = 12 3.10.0,85 = 0,815 kA Ta có : Ta chọn kháng điện đơn cuộn dây nhôm: PbA-10-1000-8 có IđmK = 1000A - Điện kháng XK% : Để tính điện kháng XK% ta lập sơ đồ thay sau : Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 91 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN XHT XK MC1 N5 XC1 MC2 N6 XC2 N7 Ta có : X HT = X HT = I cb (10) I N5 I cb (10) I N5 X C1 = x l = 5,499 = 0,093 58,83 = 5,499 = 0,093 58,83 S cb U tb = 0,08.3 100 = 0,217 10,5 Cáp có tiết diện S C1 = 95 mm2 lõi nhôm ta có dòng ổn định nhiệt cáp là: I nhC1 = S C1 C t1 = 95 90 0,8 = 9559,2 A = 9,559kA với C hệ số phụ thuộc vật liệu cáp ( CAl = 90 ) t1 thời gian cắt máy cắt : t1 = 0,8s X Σ = X HT + X K + X C1 = Mặt khác ta có: I cb I nhC1 = 5,499 = 0,575 9,559 ⇒ X K = X Σ − X HT − X C1 = 0,575 − 0,093 − 0,217 = 0,265 XK% =XK I dmK 100 = 0,265 100 = 4,819 % I cb 5,499 Vậy : Ta chọn kháng điện đơn có cuộn dây nhôm loại PbA-10-1000-8 có : IđmK = 1000 A; XK%=8%; UdmK=10kV Kiểm tra kháng điện chọn : Điện kháng kháng chọn tính hệ đơn vị tương đối là: XK = XK% I cb I dmK = 0,08 5,499 = 0,44 01 Khi ngắn mạch điểm N6 sơ đồ ta có dòng ngắn mạch là: Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 92 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I N6 = I cb 5,499 = = 10,317 kA X HT + X K 0,093 + 0,44 Do IN6 = 10,317 > InhC1 = 9,559 kA nên kháng điện chọn không thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Ta chọn kháng điện đơn có cuộn dây nhôm loại PbA-10-1000-10 có : IđmK = 1000 A; XK%=10%; UdmK=10kV Ta có : XK = XK% I N6 = I cb I dmK = 0,1 5,499 = 0,5499 I cb 5,499 = = 8,553 kA X HT + X K 0,093 + 0,5499 Do IN6 = 8,553< InhC1 = 9,559 kA nên kháng điện chọn thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 93 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Điện tự dùng phần điện không lớn lại giữ phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện, đảm bảo hoạt động nhà máy : chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, bơm nước tuần hoàn, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu liên lạc Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia làm hai phần : - Một phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo làm việc lò tua bin tổ máy - Phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tuabin lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục, nhà máy điện thiết kế ta dùng hai cấp điện áp tự dùng 6,3kV 0,4kV Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 94 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN B5 B1 F5 B2 F1 B3 B4 F3 F2 F4 6,3kV 0,4kV 6.1.Chọn máy biến áp tự dùng cấp Các máy có nhiệm vụ nhận điện từ đầu cực máy phát 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp 6,3 kV phần lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV Công suất định mức máy biến áp tự dùng cấp chọn sau : S dmB1 ≥ αS Fdm = S TD max n Trong : α hệ số % tự dùng n số máy phát nhà máy ⇒ S dmB1 ≥ S TD max 22,8 = = 4,56 MVA n Ta chọn máy biến áp loại TMH − 6300 có thông số sau : Loại máy biến UđmC UđmH SđmB Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 95 ∆P0 ∆PN UN% I0% Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN áp (kV) (kV) (kVA) (kW) (kW) TMH − 6300 10 6,3 6300 7,65 46,5 6,5 0,8 Máy biến áp dự trữ : chọn phù hợp với mục đích chúng : máy biến áp dự trữ phục vụ để thay máy biến áp công tác sửa chữa Công suất máy biến áp dự trữ chọn sau : S dmBdt ≥ 1,5 S TD max 22,8 = 1,5 = 6,84 MVA n Ta chọn máy biến áp dự trữ loại TMHC − 10000 có thông số sau: Loại máy biến áp TMHC − 10000 UđmC (kV) 10,5 UđmH (kV) 6,3 SđmB ∆P0 ∆PN (kVA) (kW) (kW) 10000 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 6.2.Chọn máy biến áp tự dùng cấp Các máy biến áp tự dùng cấp dùng để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 0,4 kV chiếu sáng Công suất loại phụ tải thường nhỏ nên công suất máy biến áp thường chọn loại máy có công suất từ 630-1000 kVA Loại lớn thưòng không chấp nhận giá thành lớn dòng ngắn mạch phía 0,4kV lớn Công suất máy biến áp tự dùng cấp chọn sau : S dmB2 ≥ (10 ÷ 15)% S TD max 22,8 = (10 ÷ 15)% = (456 ÷ 684 ) kVA n Vậy ta chọn loại máy biến áp TC3-1000/10 có thông số sau : Loại máy biến áp SđmB (kVA) TC3-1000/10 1000 Điện áp (kV) cuộn cao cuộn hạ 6,3 0,4 Tổn thất (kW) ∆ Po UN% 5,5 6.3.Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 96 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Chọn tương tự với máy cắt cấp điện áp 10,5 kV lựa chọn chương Tức loại máy cắt 8BK41 Cấp điện áp (kV) 10,5 Đại lượng tính toán Đại lượng định mức Loại máy cắt Icb (kA) - IN (kA) 58,83 Ixk (kA) 153,732 8BK41 Uđm (kV) 12 Iđm (kA) 12,5 Icắt đm (kA) 80 Iđđm (kA) 225 6.4.Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Để chọn máy cắt điện trường hợp ta tính dòng ngắn mạch góp phân đoạn 6,3 kV ( điểm N6 ) Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau: XHT XB1 6,3kV N6 N5 Máy cắt chọn theo điều kiện sau: UđmMC ≥ Uđmmạng ; I2nh tnh ≥ BN IđmMC ≥ Icb iđđm ≥ ixk Icđm ≥ I”N6 Trong chương ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch để chọn khí cụ điện mạch tự dùng : IN5 = 58,83 kA Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N5 : X HT = I cb (10) I N6 = 5,499 = 0,093 58,83 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : X B1 = UN % S cb 6,5 100 = 100 S dmB1 100 6,3 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 97 = 1,032 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ⇒ X Σ = X HT + X B1 = 0,093 + 1,032 = 1,125 Vậy dòng ngắn mạch điểm N6 : I N" = I cb S cb = = XΣ 3U tb X Σ 100 3.6,3.1,125 = 8,212 kA Dòng xung kích điểm ngắn mạch N6 : i xkN = 1,8 8,212 = 20,904 kA Ta chọn máy cắt 8BM20 có thông số kỹ thuật sau : Loại máy Uđm(kV) Iđm(A) Icđm (kA) cắt 8BM20 7,2 1250 25 Máy cắt chọn có : Iđm = 1250A > 1000A iđđm = 63kA > ixk = 20,904 kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt iđđm (kA) 63 6.5.Chọn áptômát Để chọn áptômát ta tính dòng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV (điểm N7) Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau : XHT XB1 XB2 N6 N5 Áptômát chọn theo điều kiện sau : - Điện áp định mức : U dm ≥ 0,4kV - Dòng điện định mức : 0,4kV I dm ≥ I max I cdm ≥ I N" - Dòng điện cắt định mức : Trong : - Imax dòng điện lớn phía 0,4kV Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 98 N7 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I max = S dmB2 3.U dm = 1000 3.0,4 = 1443,4 A - IN7 dòng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp : XB = UN % S cb 5,5 100 = 100 S dmB2 100 = 5,5 ⇒ X Σ = X HT + X B1 + X B = 0,093 + 1,032 + 5,5 = 6,625 Vậy dòng ngắn mạch điểm N7 : I N" = I cb S cb = = XΣ 3U tb X Σ 100 3.0,4.6,625 = 21,787 kA Ta chọn áptômát hãng Melin Gerin loại M12 có thông số kỹ thuật sau : Loại áptômát M12 Uđm(V) 690 Sinh viên thực : Đào Văn Tùng Page 99 Iđm(A) 1250 Icđm (kA) 40 [...]... nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Trong phương án này ta sử dụng: - Ghép bộ máy phát + máy biến áp (F1+B1) lên thanh góp điện áp 220 kV - Các máy phát F2, F3 được nối lên thanh góp điện áp máy phát - Hai máy biến áp tự ngẫu B2, B3 làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện áp - Bộ máy phát + máy biến áp (F4+B4) được ghép lên thanh góp điện áp 110 kV * Ưu điểm: - Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng...Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN dự trữ công suất quay của hệ thống) nên có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định động của hệ thống CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết kế , nắm vững các số liệu ban đầu ,... thất điện năng một năm trong các máy biến áp của phương án 1 là: ∆AΣ = 2.∆ATN + 2.∆A2cd = 2 1602342,3+ 2.2650956,54 = 8506597,7kWh Sinh viên thực hiện : Đào Văn Tùng Page 26 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN e.Tính dòng điện cưỡng bức của các mạch Các mạch phía điện áp cao 220kV : - Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép nên dòng điện cưỡng... 14 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN + Phụ tải 110kV được cung cấp bởi 1 máy phát + 1 máy biến áp và công suất 2 cuộn trung áp của 2 máy biến áp liên lạc Cho nên phụ tải cấp điện áp 110kV cũng luôn được đảm bảo cung cấp điện khi có sự cố 1 máy biến áp liên lạc hoặc là cả bộ máy phát + máy biến áp + Phương án này có sơ đồ nối điện đơn giản , công suất của 2 máy biến áp tự ngẫu... góp điện áp máy phát Qua các nguyên tắc trên ta đưa ra các phương án nối điện như sau: 2.1.1.Phương án 1 Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc , 2 bộ máy phátmáy biến áp ghép vào thanh cái trung áp Sinh viên thực hiện : Đào Văn Tùng Page 13 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Trong phương án này ta sử dụng : + Hai máy biến áp tự ngẫu 3 pha để liên lạc giữa 3 cấp điện. .. án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN nhận xét để tiến hành vạch các phương án nối dây có thể Các phương án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp , về số lượng dung lượng các máy biến áp , về số lượng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp Sơ... Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN a.Chọn máy biến áp Máy biến áp 2 cuộn dây B4 được chọn theo điều kiện: S B 4 dm ≥ S Fdm = 75 ( MVA) Do đó ta chọn B4 loại : ТДД-80 có các thông số kỹ thuật: (Tra theo trang 151 sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của PGS Nguyễn Hữu Khái) Sđm (MVA) 80 Điện áp (KV) UC UH 121 10,5 Giá ΔP0 ΔPN U N% I0% 70 310 10,5 0,55 Chọn máy biến áp tự ngẫu... với nhiệt độ không thay đổi và bằng 98 C Bởi vậy máy biến áp có thời gian làm việc định mức ứng vời trường hợp nhiệt độ cao Sinh viên thực hiện : Đào Văn Tùng Page 18 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 0 nhất của cuộn dây không thay đổi và bằng 98 C Trong điều kiện như vậy cách điện của máy biến áp chịu sự hao mòn định mức Độ tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt. .. ТДД-80 có các thông số kỹ thuật: (Tra theo trang 151 sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của PGS Nguyễn Hữu Khái) Sđm (MVA) 80 Điện áp (KV) UC UH 121 10,5 ΔP0 ΔPN KW 70 KW 310 Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 : Sinh viên thực hiện : Đào Văn Tùng Page 21 U N% 10,5 I0 % Giá 0,55 3 (10 R) 52 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:... Tùng Page 29 3 (10 R) 52 Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện: S B1dm = S B 2 dm ≥ 1 1 S Fdm = 75 = 150( MVA) α 0,5 Do đó ta chọn B3 , B4 loại : ATдцTH -160 có các thông số kỹ thuật: (Tra theo trang 156 sách thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp của PGS Nguyễn Hữu Khái) S dmB (MVA) 160 Điện áp (KV) UC UT UH 230 121 11 ΔP0 85 ΔP ... tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN đồ thị công suất phát hệ thống S ( Văn Tùng Page Sinh viên thực : Đào S t n Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 3 , S V... NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Theo yêu cầu thiết kế số lượng máy phát điện tổ máy, máy có công suất Pđm=60 MW Tổng công suất đặt nhà máy là: 4*60= 240 (MW) Tra bảng tài liệu “ Thiết kế nhà máy điện trạm...Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Tính toán phụ tải cân công suất thiết kế nhà máy điện việc thiếu để