Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt, có ý nghĩa quan trọng trong tất cả các mặt kinh tế, chính trị, an ninh quốc phòng... của một Quốc gia. Nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa vì vậy việc phát triển hệ thống điện là nhiệm vụ được ưu tiên hàng đầu. Hiện tại, ở nước ta Thủy Điện vẫn đang chiếm tỷ trọng khoảng 38% tổng công suất đặt và Nhiệt điện là khoảng 56% (số liệu năm 2010). Nhưng trong tương lai, do tiềm năng phát triển Thủy điện không còn, Nhiệt điện với những ưu điểm của mình sẽ ngày càng được xây dựng nhiều hơn.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lượng đặc biệt, có ý nghĩa quan trọng tất mặt kinh tế, trị, an ninh quốc phòng Quốc gia Nước ta thời kì công nghiệp hóa, đại hóa việc phát triển hệ thống điện nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu Hiện tại, nước ta Thủy Điện chiếm tỷ trọng khoảng 38% tổng công suất đặt Nhiệt điện khoảng 56% (số liệu năm 2010) Nhưng tương lai, tiềm phát triển Thủy điện không còn, Nhiệt điện với ưu điểm ngày xây dựng nhiều Dưới đồ án tốt nghiệp bao gồm phần : - Phần đồ án“Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 500 MW” gồm tổ máy công suất 100 MW - Phần chuyên đề “ Phân bố công suất tối ưu cho tổ máy nhà máy điện theo phương pháp quy hoạch động” Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn, đặc biệt ThS Nguyễn Hoàng Hiệp tận tình hướng dẫn em hoàn thành thiết kế Em xin cảm ơn tới thầy, cô, chuyên gia tác giả tài liệu tham khảo thiết kề Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy cô góp ý để thiết kế em hoàn thiện Hà Nội, tháng năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Văn Duẩn Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội PHẦN I : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 500 MW CHƯƠNG : CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy sản xuất phải cân với điện tiêu thụ phụ tải, kể tổn thất máy biến áp Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi, xác định đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN - Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất 100MW - Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại - Máy phát có điện áp cao, dòng điện làm việc dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ, thuận tiện cho việc chọn lựa thiết bị Song phụ tải địa phương có điện áp 10 kV nên ta chọn máy phát điện có Uđm = 10,5 kV Từ theo [1, trang 100, bảng phụ lục II.1] ta chọn máy phát điện đồng tua bin kiểu TBΦ – 120 – có thông số cho bảng sau : Bảng 1.1 : Thông số máy phát điện sử dụng Thông số định mức Loại máy phát n v/ph S MVA P MW U kV cos 3000 125 100 10,5 0,8 Điện kháng tương đối I kA 6,875 0,192 0,273 1,907 1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp xây dựng dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng hệ số phụ tải tương ứng Từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội công suất biểu kiến công thức sau : Trong : - S(t) công suất biểu kiến phụ thời điểm t - cos hệ số công suất trung bình phụ tải - công suất phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại thời điểm t - Pmax công suất phụ tải cực đại 1.2.1 PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY Nhà máy gồm tổ máy có PFđm = 100MW, cos =0,8 Tổng công suất đặt toàn nhà máy : Pnm =5.100 = 500 MW ; Snm = 5.125 = 625 MVA Phụ tải nhà máy thời điểm t xác định theo công thức : Bảng 1.2:Biến thiên phụ tải nhà máy t(h) 0-8 8-12 12-15 15-20 20-24 P(%) 80 90 85 100 85 Pnm(t), MW 400 450 425 500 425 Snm(t), MVA 500,00 562,50 531,25 625,00 531,25 Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp Snm Đại học Bách Khoa Hà Nội (MVA) 625 562,50 531,25 531,25 500 12 15 20 24 t (h) Hình 1.1 : Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY Tự dùng cực đại nhà máy 6,2% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 Do đặc điểm kỹ thuật nhà máy nhiệt điện, máy phát không hoạt động phải sử dụng 40% công suất tự dùng để trì lò Ta có công thức xác định công suất tự dùng nhà máy sau : Áp dụng công thức trên, với Snm max = 625 MVA ta bảng sau : Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội Bảng 1.3: Biến thiên phụ tải tự dùng t(h) 0-8 8-12 12-15 15-20 20-24 Snm (t), MVA 500,00 562,50 531,25 625,00 531,25 Std(t), MVA 32,09 34,28 33,19 36,47 33,19 Công suất Std (MVA) 34,28 32,09 36,47 33,19 12 15 33,19 20 24 Hình 1.2 : Đồ thị phụ tải tự dùng 1.2.3 PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Phụ tải địa phương Uđm = 10kV ; Pđm = 17 MW ; cos = 0,89, bao gồm : đường dây cáp kép x MW x 3km đường dây cáp đơn x MW x 3km Áp dụng công thức (1.1) (1.2) suy : Ta thu bảng kết sau : Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 t (h) Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội Bảng 1.4 : Biến thiên phụ tải địa phương Thời gian (h) 0-7 7-12 12-16 16-18 18-24 P (%) 65 70 85 100 80 Sđp (t), MVA 12,42 13,27 16,24 19,10 15,28 Sđp (MVA) 19,10 12,42 16,24 13,37 12 15,28 16 18 24 t (h) Hình 1.3 : Đồ thị phụ tải địa phương 1.2.4 PHỤ TẢI TRUNG ÁP Uđm = 110kV, Pđm = 210 MW, cos = 0,89 Gồm : đường dây kép x 40 MW đường dây đơn x 30 MW Áp dụng công thức (1.1) (1.2) suy : Bảng 1.5 : Biến thiên phụ tải trung áp Thời gian (h) 0-8 8-12 12-16 16-20 20-24 P (%) 75 70 85 100 85 STA (t), MVA 176,97 165,17 200,56 235,96 200,56 Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp S TA Đại học Bách Khoa Hà Nội (MVA) 235,96 200,56 176,97 200,56 165,17 12 16 20 24 t (h) Hình 1.4 : Đồ thị phụ tải trung áp 1.2.5 PHỤ TẢI CAO ÁP Uđm = 220kV, Pđm = 170 MW, cos = 0,87 Gồm : đường dây kép x 85 MW Áp dụng công thức (1.1) (1.2) : ta thu bảng kết sau : Bảng 1.6 : Biến thiên phụ tải cao áp Thời gian (h) 0-7 7-11 11-15 15-20 20-24 P (%) 80 100 70 90 75 SCA(t), MVA 156,32 195,40 136,78 175,86 146,55 Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp S CA Đại học Bách Khoa Hà Nội (MVA) 195,40 175,86 156,32 146,55 136,78 11 15 20 24 t (h) Hình 1.5 : Đồ thị phụ tải cao áp 1.2.6 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY Vì phụ tải có hệ số công suất không khác nhiều, nên để thuận tiện tính toán, cách gần ta cân công suất theo công suất biểu kiến sau Ta xác định công suất toàn nhà máy theo công thức : Snm(t) = Std(t) + Sđp(t) + STA(t) + SCA(t) + SVHT(t) + S(t) (1.5) (S(t) – tổn thất công suất máy biến áp, nhỏ nên bỏ qua ) Công suất phát vào hệ thống : SVHT(t) = Snm(t) – [Std(t) + Sđp(t) + STA(t) + SCA(t)] (1.6) Từ công thức (1.6) kết tính toán bảng 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 ta lập bảng cân công suất toàn nhà máy phụ tải hệ thống sau : Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội Bảng 1.7 : Cân công suất toàn nhà máy t(h) 0-7 7-8 8-11 11-12 12-15 15-16 16-18 18-20 20-24 Snm MVA 500,00 500,00 562,50 562,50 531,25 625,00 625,00 625,00 531,25 Std MVA 32,09 32,09 34,28 34,28 33,19 36,47 36,47 36,47 33,19 Sđp MVA 12,42 13,37 13,37 13,37 16,24 16,24 19,10 15,28 15,28 STA MVA 176,97 176,97 165,17 165,17 200,56 200,56 235,96 235,96 200,56 SCA MVA 156,32 195,40 195,40 136,78 136,78 175,86 175,86 175,86 146,55 SVHT MVA 122,20 S VHT 82,17 154,28 212,90 144,48 195,87 157,61 161,43 135,67 (MVA) 212,90 195,87 154,28 161,43 144,48 122,20 157,61 135,67 82,17 11 12 15 16 18 20 24 Hình 1.6 : Biểu đồ công suất phát hệ thống Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện – K53 t (h) Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội Để vẽ đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy ta có bảng phụ tải tổng hợp sau : t(h) 0-7 7-8 8-11 11-12 12-15 15-16 16-18 18-20 20-24 S (t) = S td (t) MVA 32,09 32,09 34,28 34,28 33,19 36,47 36,47 36,47 33,19 S (t) = S (t) + S đp (t) MVA 44,51 45,46 47,65 47,65 49,43 52,71 55,57 51,75 48,27 S (t) = S (t) + S TA (t) 221,48 222,43 212,82 212,82 249,99 253,27 291,53 287,71 249,03 MVA S (t) = S (t) + S CA (t) MVA S (t) = S (t) + S vht (t) MVA Nguyễn Văn Duẩn 377,8 417,83 408,22 349,6 386,77 429,13 467,39 463,57 395,58 500 500 562,5 Hệ thống điện – K53 10 562,5 531,25 625 625 625 531,25 Suất tiêu hao nhiêu liệu tính : Từ đường đặc tính ta thấy vùng làm việc hiệu suất cao tổ máy qua đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy ta xây dựng đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu tương đương cho nhà máy 1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 1.2.1 BÀI TOÁN Xét trường hợp tổng quát nhà máy có n tổ máy với : - Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy biết, đường cong bảng số thể quan hệ B(P) Mỗi tổ máy có giới hạn công suất phát : Pimin Pi Pimax - Cần xác định số tổ máy làm việc phân bố công suất tối ưu cho tổ máy cho lượng tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ tức : B∑ = B1(P1) + B1(P1) +…+ Bn(Pn) = Bt Đồng thời thoả mãn điều kiện ràng buộc : P∑ = P1 + P2 +…+ Pn = Bt Trong : - Bi(Pi) : tiêu hao nhiên liệu tổ máy i dùng để phát công suất P i - Pt : công suất phát tổng nhà máy, thay đổi theo biểu đồ phụ tải * Sơ đồ mô tả trình sản xuất điện nhà máy Pt P1 P2 ~ F1 ~ Pn-1 ~ F2 Pn Fn-1 ~ Máy phát Fn Tua bin Lò hoi B1 B2 Bn- Bn * Một số trường hợp xảy giải toán - Các tổ máy đóng cắt phạm vi ngày đêm (trường hợp thường xét nhà máy thuỷ điện, nhà máy tua bin khí tổng hợp nhà máy nhiệt điện tình trạng thiếu công suất mà biểu đồ phụ tải tổng hệ thống lại thay đổi nhiều) - Các tổ máy không đóng cắt ngày đêm mà đóng cắt số tổ máy theo mùa ( nhà máy nhiệt điện) Về phương pháp tính toán cho hai trường hợp tương tự nhau, khác trường hợp có xét đến khả đóng cắt tổ máy giá trị công suất tổ máy xét phạm vi Pimin Pi Pimax Pi = phải tính đến chi phí mở máy 1.2.2 GIẢI BÀI TOÁN Dùng phương pháp quy hoạch động để tìm sách lược phân phối tối ưu nguồn công suất Pt cho tổ máy với Pt công suất tổng nhà máy cho phép trung tâm điều độ Như để có sách lược tối ưu phải chọn giá trị P 1,P2, ,Pn cho đạt cực tiểu tiêu hao nhiên liệu tổng B∑ = B(P1,P2,…,Pn) Để giải toán ta thực theo hai trình : * Quá trình ngược : Quá trình nhằm xác định lời giải tối ưu có điều kiện Kết trình tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho nhà máy Việc tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu nhà máy thực sau: Ta tổ máy 2, từ đặc tính tiêu hao nhiên liệu hai tổ máy kết hợp với tổ máy thứ ta có đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho ba tổ máy đầu tiên, trình tiếp tục tổ máy cuối Như trình ngược chuẩn bị thông tin đầy đủ lời giải tối ưu phụ vụ cho trình thuận Quá trình ngược bao gồm bước sau : Bước 1: Đầu tiên ta xét toán cho tổ máy Ta chọn tổ máy để xét Đặc tính B1(P1) cho đặc tính tối ưu tổ máy Bảng 1.1 P1 B1 P11 B11 P12 B12 … … P1k B1k Bước : Tiếp theo ta xác định lời giải tối ưu có điều kiện cho hai tổ máy Ta lập bảng tính toán để xây dựng đặc tính tiêu hao nhiên liệu tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu tối ưu (kí hiệu f12) cho hai tổ máy Bảng tính toán thành lập sau: Bảng 1.2 P2 P21 P22 … P2k P1 B1 B21 B22 … B2k B2 P11 B11 P11+P12/f111 P11+P22/f112 P12 B12 P12+P21/f121 … … P1k B1k P1k+P2k/f1kk Nhận xét : - P11+P12/f111 cho ta biết hai thông tin : ứng với lượng công suất phát tổ máy P11 (của tổ máy 1) P12 (của tổ máy 2) tổng công suất nhà máy nhận P11 + P12 lượng tiêu hao nhiên liệu tương ứng f 111 - Trên đường chéo tổng công suất ta có giá trị tiêu hao nhiên liệu khác Từ ta chọn công suất phát tối ưu tổ máy ứng với công suất tổng cho trước để lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ Bước : Tính toán cho ba tổ máy Sau bước 2, ta coi hai tổ máy tổ máy tương đương có đặc tính tiêu hao nhiên liệu xác định sau bước làm tương tự bước Cụ thể có Bảng 1.3 P12 P121 P122 … P12m f12 P3 B3 f121 f122 … f12m P31 B11 P31+P121/f311 P31+P122/f312 P32 B12 P32+P121/f321 … … P3k B1k P3k+P12m/f3km Bước n : Tính toán cho n tổ máy Tương tự, ta lập bảng tính toán Bảng 1.n Pn P1n-1 P1n-1,1 P1n-1,2 f1n-1 Bn f1n-1,1 f1n-1,2 Pn1 Bn1 Pn1+P1n-1,1/fn11 Pn1+P1n-1,2/fn12 Pn2 Bn2 Pn2+P1n-1,1/fn21 … … Pnk Bnk … … P1n-1,p f1n-1,p Pnk+P1n-1,p/fnkp Đến ta kết thúc trình ngược chuyển sang trình thuận * Quá trình thuận Với công suất yêu cầu P1n* từ bảng 1.n ta xác định tiêu hao nhiên liệu nhỏ f1n* n tổ máy theo bảng 1.n ta xác định công suất tổ máy thứ n công suất tổng n-1 tổ máy lại tương ứng Quá trình tiếp tục đến ta xác định công suất tổ máy thứ Công suất n tổ máy tìm tối ưu mặt tiêu hao nhiên liệu tương ứng với công suất yêu cầu TÍNH TOÁN CỤ THỂ Nội dung yêu cầu thiết kế đồ án “ Phân bố công suất tối ưu cho tổ máy nhà máy điện theo phương pháp quy hoạch động” cho đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy Bảng 2.1 Bảng 2.1Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P,MW B, T/h 40 50 60 70 80 90 100 B1 B2 B3 B4 B5 20.0 21.2 19.4 18.6 20.6 22.3 23.7 23.2 22.0 23.0 26.4 26.9 27.0 27.2 25.9 30.0 30.5 30.7 30.5 29.9 33.8 34.1 34.5 34.0 33.9 36.6 37.0 36.8 37.1 35.9 40.5 41.2 40.8 42.0 41.5 2.1 QUÁ TRÌNH NGƯỢC Bước : Đầu tiên ta xét toán cho tổ máy Ta chọn tổ máy số để xét Bảng 2.2 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P1(MW) B1(T/h) 40 20,0 50 22,3 60 26,4 70 30,0 80 33,8 90 36,6 100 40,5 Bước : Tiếp theo xác định lời giải tối ưu có điều kiện cho hai tổ máy Bảng 2.3 P1(MW) 40 50 60 70 80 90 100 P2 MW B1(T/h) B2(T/h) 20,0 22,3 26,4 30,0 33,8 36,6 40,5 40 21,2 80/41,2 90/43,5 50 23,7 90/43,7 100/46 60 26,9 30,5 80 34,1 90 37,0 130/57 100 41,2 140/61, 110/49, 120/52, 130/56, 140/59, 150/63, 110/51, 120/53, 130/56, 140/60, 150/64, 130/57, 140/60, 150/63, 160/67, 170/70, 180/73, 190/77, 140/61, 150/64, 160/67, 70 100/46, 110/50, 120/54, 100/47, 110/50, 120/53, 130/56, 140/60, 150/63, 160/67, 160/67 170/71, 120/55 130/57, 140/60, 150/64, 160/67, 170/70, 180/75 170/71 180/74, 190/77, 200/81, Những ô tô màu xanh có tiêu hao nhiên liệu nhỏ xét bước Bước : Tính toán cho ba tổ máy Bảng 2.4 P3(MW) 40 50 60 70 80 90 100 P12 MW B3(T/h) f12(T/h) 19,4 23,2 27,0 30,7 34,5 36,8 40,8 80 41,2 120/60,6 130/64,4 140/68,2 150/71,9 160/75,7 170/78,0 180/82,0 90 43,5 130/62,9 140/66,7 150/70,5 160/74,2 170/78,0 180/80,3 190/84,3 100 46,0 140/65,4 150/69,2 160/73,0 170/76,7 180/80,5 190/82,8 200/86,8 110 49,2 150/68,6 160/72,4 170/76,2 180/79,9 190/83,7 200/86,0 210/90,0 120 52,8 160/72,2 170/76,0 180/79,8 190/83,5 200/87,3 210/89,6 220/93,6 130 56,4 170/75,8 180/79,6 190/83,4 200/87,1 210/90,9 220/93,2 230/97,2 140 59,3 180/78,7 190/82,5 200/86,3 210/90,0 220/93,8 230/96,1 150 63,4 190/82,8 200/86,6 210/90,4 220/94,1 230/97,9 160 67,0 200/86,4 210/90,2 220/94,0 230/97,7 170 70,7 210/90,1 220/93,9 230/97,7 180 73,6 220/93,0 230/96,8 190 77,5 230/96,9 200 81,7 240/101, 240/100, 250/104, 240/100, 250/104, 260/108, 240/101, 250/104, 260/108, 270/112, 240/101, 250/105, 260/108, 270/112, 280/116, 240/100, 250/103, 260/107, 270/110, 280/114, 290/118, 240/100, 250/104, 260/107, 270/111, 280/114, 290/118, 300/122, Bước : Tính toán cho bốn tổ máy Bảng 2.5 P4(MW) 40 50 60 70 80 90 100 P13 MW B4(T/h) f13(T/h) 18,6 22,0 27,2 30,5 34,0 37,1 42,0 120 60,6 160/79,2 170/82,6 180/87,8 190/91,1 200/94,6 210/97,7 130 62,9 170/81,5 180/84,9 190/90,1 200/93,4 210/96,9 140 65,4 180/84,0 190/87,4 200/92,6 210/95,9 220/99,4 150 68,6 190/87,2 200/90,6 210/95,8 220/99,1 160 72,2 200/90,8 210/94,2 220/99,4 230/102, 230/102, 240/106, 220/100, 230/102, 240/105, 250/109, 220/102, 230/104, 240/107, 250/110, 260/114, 170 75,8 210/94,4 180 78,7 220/97,3 190 82,5 200 86,0 210 89,6 220 93,0 230 96,1 240 100,1 250 103,8 260 107,5 270 110,4 280 114,3 290 118,3 300 122,5 230/101, 240/104, 250/108, 260/111, 270/114, 280/118, 290/122, 300/126, 310/129, 320/132, 330/136, 340/141, 220/97,8 230/100, 240/104, 250/108, 260/111, 270/115, 280/118, 290/122, 300/125, 310/129, 320/132, 330/136, 340/140, 350/144, 230/103, 240/105, 250/109, 260/113, 270/116, 280/120, 290/123, 300/127, 310/131, 320/134, 330/137, 340/141, 350/145, 360/149, 7 240/106, 250/109, 260/113, 270/116, 280/120, 290/123, 300/126, 310/130, 320/134, 330/138, 340/140, 350/144, 360/148, 370/153, 250/109, 260/112, 270/116, 280/120, 290/123, 300/127, 310/130, 320/134, 330/137, 340/141, 350/144, 360/148, 370/152, 380/156, 260/112, 270/115, 280/119, 290/123, 300/126, 310/130, 320/133, 330/137, 340/140, 350/144, 360/147, 370/151, 380/155, 390/159, 270/117, 280/120, 290/124, 300/128, 310/131, 320/135, 330/138, 340/142, 350/145, 360/149, 370/152, 380/156, 390/160, 400/164, Ở giá trị công suất yêu cầu nhà máy 260 MW cho bốn tổ máy ta chọn hai phương án phân bố công suất cho mức tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất, tô màu xanh da trời Tiếp tục cho năm tổ máy : Bảng 2.6 P14 16 17 18 P5(MW) 40 50 60 70 80 90 100 B5(T/h ) f14(T/h) 20,6 23,0 25,9 29,9 33,9 35,9 41,5 79,2 200/99,8 210/102, 220/104, 230/107, 220/105, 230/107, 240/109, 230/109, 240/111, 250/113, 240/113, 250/115, 260/117, 250/115, 260/117, 270/119, 260/120, 270/123, 280/125, 81,5 84,0 210/102, 220/104, 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 87,2 90,6 94,2 97,3 100,7 104,5 108,0 111,6 114,7 118,1 122,1 125,8 129,0 132,4 136,3 140,3 144,4 147,5 151,4 155,4 159,6 164,5 230/107, 240/111, 250/114, 260/117, 270/121, 280/125, 290/128, 300/132, 310/135, 320/138, 330/142, 340/146, 350/149, 360/153, 370/156, 380/160, 390/165, 400/168, 410/172, 420/176, 430/180, 440/185, 240/110, 250/113, 260/117, 270/120, 280/123, 290/127, 300/131, 310/134, 320/137, 330/141, 340/145, 350/148, 360/152, 370/155, 380/159, 390/163, 400/167, 410/170, 420/174, 430/178, 440/182, 450/187, 250/113, 260/116, 270/120, 280/123, 290/126, 300/130, 310/133, 320/137, 330/140, 340/144, 350/148, 360/151, 370/154, 380/158, 390/162, 400/166, 410/170, 420/173, 430/177, 440/181, 450/185, 460/190, 260/117, 270/120, 280/124, 290/127, 300/130, 310/134, 320/137, 330/141, 340/144, 350/148, 360/152, 370/155, 380/158, 390/162, 400/166, 410/170, 420/174, 430/177, 440/181, 450/185, 460/189, 470/194, Sau năm bước ta thực xong trình ngược 270/121, 280/124, 290/128, 300/131, 310/134, 320/138, 330/141, 340/145, 350/148, 360/152, 370/156, 380/159, 390/162, 400/166, 410/170, 420/174, 430/178, 440/181, 450/185, 460/189, 470/193, 480/198, 280/123, 290/126, 300/130, 310/133, 320/136, 330/140, 340/143, 350/147, 360/150, 370/154, 380/158, 390/161, 400/164, 410/168, 420/172, 430/176, 440/180, 450/183, 460/187, 470/191, 480/195, 490/200, 290/128, 300/132, 310/135, 320/138, 330/142, 340/146, 350/149, 360/153, 370/156, 380/159, 390/163, 400/167, 410/170, 420/173, 430/177, 440/181, 450/185, 460/189, 470/192, 480/196, 490/201, 500/206, 2.2 QUÁ TRÌNH THUẬN Ở trình ta thiết lập bảng phân bố tối ưu công suất tổ máy dựa vào kết thu sau trình ngược Ta có bảng phân bố tối ưu công suất sau : Bảng 2.7 Bảng phân bố tối ưu công suất cho tổ máy Pt (MW) 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 Bt(t/h) hay f15 Công suất tối ưu tổ máy P1 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 90 50 50 50 70 90 90 100 100 90 90 100 100 100 100 100 P2 40 40 40 50 50 60 60 50 60 60 70 90 90 90 60 70 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 100 100 100 P3 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 50 90 90 40 90 90 100 90 90 90 90 100 90 90 90 100 100 100 100 P4 40 40 40 40 40 40 50 40 40 50 50 40 50 50 50 50 40 40 50 50 50 40 50 50 50 80 90 90 90 90 100 100 P5 40 40 50 50 60 60 60 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 100 99,8 102,1 104,5 107 109,9 113,1 116,5 119,9 123,1 126,5 130,1 133,2 136,6 140,4 143,9 147,5 147,5 150,6 154 158 161,7 164,9 168,3 172,2 176,2 180,3 183,4 187,3 191,3 195,5 200,4 206 Nhận xét : Trường hợp ứng với công suất yêu cầu nhà máy 350 MW ta có hai phương án phân bố công suất cho tổ máy (được tô màu xanh trên) để đạt mức tiêu hao nhiên liệu nhỏ so với phương án lại Ta chọn phương án thứ (ở trên) phương án tổ máy phải thay đổi công suất phát so với trạng thái làm việc trước Từ bảng ta có đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổng năm tổ máy sau : B (Tấn/h) 206 164,9 130,1 99,8 200 300 400 P (MW) 500 Hình 2.1 Đặc tính tiêu hao nhiêu liệu nhỏ nhà máy điện 2.3 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ TIÊU HAO NHIÊN LIỆU TỔNG TRONG NGÀY KHI PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT CHO CÁC TỔ MÁY Biến thiên phụ tải ngày nhà máy cho bảng sau : Bảng 2.8 Biến thiên phụ tải ngày nhà máy Thời gian (h) 0-7 7-12 12-15 15-20 20-24 P(%) 80 90 85 100 85 P(MW) 400 450 425 500 425 Tra Bảng 2.7 ta có bảng sau : Bảng 2.9 Tiêu hao nhiên liệu nhỏ ứng với biến thiên phụ tải ngày nhà máy Thời gian (h) 0-8 8-12 12-15 15-20 20-24 P (MW) 400 450 425 500 425 Bt (T/h) 164,9 183,4 x 206 x Tiêu hao nhiên liệu ứng với công suất tổng nhà máy P = 425 MW ta xác định cách thay đổi công suất tổ máy cho có công suất tổng 425 MW dựa vào phân bố tối ưu công suất tổ máy ứng với công suất tổng : P = 420 MW có Bảng 2.7 Theo Bảng 2.7 với công suất P = 420 MW ta có phân bố công suất tổ máy : Bảng 2.10 Pt (MW) 420 P1 100 P2 90 P3 90 P4 50 P5 90 Bt (T/h) 172,2 Vì lượng công suất thay đổi 420 MW 425 MW P = MW tương đối nhỏ, đơn giản xét phân bố tối ưu công suất cho tổ máy công suất thay đổi từ 420 MW lên 425 MW, ta tăng công suất tổ máy năm tổ máy lên MW tổ máy lại công suất giữ nguyên Từ ta tìm tiêu hao nhiên liệu tổng cho trường hợp, riêng tổ máy phát với công suất định mức nên trường hợp công suất giữ nguyên Trong trường hợp trường hợp có tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ ta chọn phương án tối ưu Ta có bảng tiêu hao nhiên liệu tổ máy sau : Bảng 2.11 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P(MW) B(T/h) 40 50 55 60 70 80 90 95 100 B1 20,0 22,3 24,35 26,4 30,0 33,8 36,6 38,55 40,5 B2 21,2 23,7 25,3 26,9 30,5 34,1 37,0 39,1 41,2 B3 19,4 23,2 25,1 27,0 30,7 34,5 36,8 38,8 40,8 B4 18,6 22,0 24,6 27,2 30,5 34,0 37,1 39,55 42,0 B5 20,6 23,0 24,45 25,9 29,9 33,9 35,9 38,7 41,5 Từ ta có bốn trường hợp xảy cho bảng sau : Bảng 2.12 Phân bố công suất phát tổ máy Pi(MW)/Bi(T/h ) i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 Pt/Bt 100/40,5 95/39,1 90/36,8 50/22,0 90/35,9 425/174,3 100/40,5 90/37,0 95/38,8 50/22,0 90/35,9 425/174,2 100/40,5 90/37,0 90/36,8 55/24,6 90/35,9 425/174,8 100/40,5 95/37,0 90/36,8 50/22,0 95/38,7 425/175 Các ô màu xanh da trời ô có công suất tổ máy thay đổi, ô màu xanh ô chọn có tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ Như ta thấy trường hợp ứng với tiêu hao nhiên liệu Bmin = 174,2 T/h phương án phân bố công suất tối ưu tổ máy ứng với công suất nhà máy 425 MW Vậy tiêu hao nhiên liệu toàn nhà máy ngày : Bttư = 164,9.8 + 183,4.4 + 174,2.3 + 206.5 + 174,2.4 = 4302,2 (Tấn) 2.4 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ TIÊU HAO NHIÊN LIỆU TỔNG TRONG NGÀY KHI PHÂN BỐ ĐỀU CÔNG SUẤT CHO CÁC TỔ MÁY Sử dụng công thức nội suy tuyến tính (2.1) ta lập bảng tiêu hao nhiên liệu sau : Bảng 2.13 Bảng phân bố công suất tiêu hao nhiên liệu phân bố công suất cho tổ máy Thời gian (h) 0-8 8-12 12-15 15-20 20-24 P(MW) 400 450 425 500 425 Pi(MW) (i=1, ,5) 80 90 85 100 85 B1(T/h) 33,8 36,6 35,2 40,5 35,2 B2(T/h) 34,1 37,0 35,55 41,2 35,55 B3(T/h) 34,5 36,8 35,65 40,8 35,65 B4(T/h) 34,0 37,1 35,55 42,0 35,55 B5(T/h) 33,9 35,9 34,9 41,5 34,9 Bt(T/h) 170,3 183,4 176,85 206 176,85 Tiêu hao nhiên liệu tổng nhà máy ngày chế độ phân bố công suất cho tổ máy : Btđ = 170,3.8 + 183,4.4 + 176,85.3 + 206.5 + 176,85.4 = 4363,95 (Tấn) Nhận xét : - Tiêu hao nhiên liệu tổng toàn nhà máy ngày theo chế độ vận hành tối ưu công suất nhỏ chế độ vận hành phân bố công suất cho tổ máy - Lượng nhiên liệu tiết kiệm vận hành tối ưu công suất so với chế độ phân bố công suất B = Btđ – Bttư = 4363,95 - 4302,2 = 61,75 (Tấn/ngày) TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Khái – Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp NXB Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội, 2009 Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa – Phần điện nhà máy điện trạm biến áp NXB Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội, 2009 Lã Văn Út – Ngắn mạch hệ thống điện NXB Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội, 2009 Ngô Hồng Quang – Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500 kV NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 2012 Nguyễn Lân Tráng – Quy hoạch phát triển hệ thống điện NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 2007 Website : www.anhdungbkdn.byethost13.com [...]... 32 20 0,5 2.3.2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp 2 dây quấn nối bộ B1 B2 và B5 : Máy biến áp tự ngẫu AT3 và AT4 : • Công suất truyền qua phía trung áp : • Công suất truyền qua phía cao áp : • Công suất truyền qua phía hạ áp : Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu cho trong bảng sau : Bảng 2.9 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự... 2.9 : Sự cố một máy biến áp liên lạc Công suất qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau : - Công suất truyền qua phía trung áp : - Công suất truyền qua phía hạ áp : - Công suất truyền qua phía cao áp : - Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường : Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng phân bố công suất cho máy biến áp tự ngẫu và công suất thiếu trong trường hợp... cố này Vậy phương án nối điện chính này thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật 2.2.4 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC MÁY BIẾN ÁP a Tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai cuộn dây Ta có công suất làm việc của máy biến áp hai cuộn dây luôn là S B = 117,71 MVA Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây là : • Phía cao áp 220kV : • Phía trung áp 110kV : b Tổn thất điện năng trong các máy biến áp... một máy biến áp hai cuộn dây phía trung áp Công suất truyền qua các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau : - Công suất truyền qua phía trung áp : - Công suất truyền qua phía hạ áp : - Công suất truyền qua phía cao áp : - Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường : Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng sau : Bảng 2.10 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến... theo các cấp điện áp có sẵn - Dự trữ quay của hệ thống là 350 MVA, bằng hơn 50% công suất đặt của nhà máy Nguyễn Văn Duẩn Hệ thống điện 2 – K53 11 CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái nhìn tổng quan về phần điện trong nhà. .. các máy biến áp hai cuộn dây Máy biến áp 2 dây quấn nối bộ B1 B4 và B5 : 0,5 Máy biến áp tự ngẫu AT2 và AT3 : • Công suất truyền qua phía trung áp : • Công suất truyền qua phía cao áp : • Công suất truyền qua phía hạ áp : Kết quả tính toán phân bố công suất truyền qua các phía của máy biến áp tự ngẫu cho trong bảng sau : Bảng 2.3 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi làm... yêu cầu kỹ thuật 2.3.4 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG CÁC MÁY BIẾN ÁP a Tổn thất điện năng trong các máy biến áp 2 cuộn dây • Phía cao áp 220kV, theo công thức (2.12) : = 3944223,54 kWh • Phía trung áp 110kV, theo công thức (2.13) : = 3967393,20 kWh b Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu Áp dụng các công thức (2.14) và (2.15) ta tính toán như sau : Dựa vào kết quả trong Bảng 2.9 ta tính được... với máy phát điện vừa làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai cấp điện áp ƯU ĐIỂM : • Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp • Số lượng và chủng loại máy biến áp ít nên vốn đầu tư ít hơn, tổn thất điện năng trong các máy biến áp cũng ít hơn, dễ vận hành và sửa chữa • Phụ tải trung áp cực tiểu lớn hơn công suất của bộ máy phát – máy biến áp nên giảm được tổn... 121 10,5 120 Tổn thất (kW) PN UN % C-T C-H T-H 520 - - I0% C-T C-H T-H 11 32 20 2.2.2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP Nguyên tắc : - Cho các bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây làm việc với phụ tải định mức - Phần công suất thừa, thiếu do máy biến áp tự ngẫu đảm nhận trên cơ sở đảm bảo cân bằng công suất Ưu điểm : - Vận hành dễ dàng - Không cần sử dụng các bộ điều áp dưới tải ở các máy biến áp... các phía của máy biến áp tự ngẫu được phân bố lại như sau : - Công suất truyền qua phía trung áp : - Công suất truyền qua phía hạ áp : - Công suất truyền qua phía cao áp : - Công suất về hệ thống thiếu đi so với lúc bình thường : Từ các công thức trên ta xây dựng được bảng sau : Bảng 2.5 : Bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu khi có sự cố một máy biến áp liên lạc t(h) 0-7 7-8 8-11 ... tải - công suất phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại thời điểm t - Pmax công suất phụ tải cực đại 1.2.1 PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY Nhà máy gồm tổ máy có PFđm = 100MW, cos =0,8 Tổng công suất. .. KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 500 MW CHƯƠNG : CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy sản xuất phải cân với điện tiêu... • Công suất truyền qua phía cao áp : • Công suất truyền qua phía hạ áp : Kết tính toán phân bố công suất truyền qua phía máy biến áp tự ngẫu cho bảng sau : Bảng 2.3 : Bảng phân bố công suất cho