Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, Đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện: Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm tổ máy công suất máy 100 MW Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành ta chọn máy phát điện loại: Chọn máy phát điện đồng tua bin có thông số sau: Loại máy S MVA P MW U kV I kA Cosϕ Xd’’ Xd’ Xd TBφ-100-2 117,5 100 10,5 6,475 0,85 0,183 0,26 1,79 1.2 Tính toán phụ tải cân công suất: Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp theo công thức: P(t ) = P% Pmax 100 S (t ) = P(t ) Cosϕ Trong đó: S(t): Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t P(t): Công suất tác dụng phụ tải thời điểm t Cosϕ : Hệ số công suất phụ tải 1.2.1 Phụ tải cấp điện áp: + Phụ tải cấp điện áp máy phát(địa phương): Uđm = 10,5 (kV); Pmax = 14 (MW); Cosϕ = 0,85 P(t ) = P% Pmax 100 S (t ) = P(t ) Cosϕ Sau tính toán ta có bảng số liệu: t(h) 0-8 - 12 12 -14 14 -16 16 - 18 18 - 22 22 - 24 P% 80 70 80 90 100 90 80 P(MW) 11.2 9.8 11.2 12.6 14 12.6 11.2 S(MVA) 13,2 11.5 13,2 14.8 16.5 14.8 13,2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ thị phụ tải địa phương: S (M V A ) 20 ,5 15 ,8 ,2 ,2 ,8 ,2 1 ,5 10 t (h ) 12 14 16 18 22 24 + Phụ tải trung áp: Uđm = 110 (kV); P(t ) = Pmax = 160 (MW); P% Pmax 100 S (t ) = Cosϕ = 0,88 P(t ) Cosϕ Kết tính toán cân công suất phụ tải trung áp Thời gian 0-6 -10 10 -14 14 -16 16 - 20 20 - 24 P% 90 80 90 100 90 80 P(MW) 144 128 144 160 144 128 S(MVA) 163.6 145.5 163.6 181.8 163.6 145.8 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp: S (M V A ) 200 18 1.8 63.6 163 63.6 15 14 5.5 14 5.8 10 0 10 14 16 20 24 t(h ) ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN + Phụ tải cao áp: Uđm = 220 (kV); Pmax = 200 (MW); P(t ) = P% Pmax 100 S (t ) = Cosϕ = 0,9 P(t ) Cosϕ Kết tính toán cân công suất phụ tải cao áp Thời gian P% P(MW) S(MVA) 0-8 90 180 200 - 12 100 200 222.2 12 - 16 90 180 200 16 - 24 80 160 177.8 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp: S (M V A ) 22.2 200 20 200 77 150 100 16 12 t(h ) 24 + Phụ tải toàn nhà máy: Pmax= 500 (MW); P(t ) = cosϕ = 0,85 P% Pmax 100 S (t ) = P(t ) Cosϕ Kết tính toán cân công suất phụ tải toàn nhà máy Thời gian - 10 10 - 14 14 -18 18 - 22 22 - 24 P% 80 90 100 90 80 P(MW) 400 450 500 450 400 S(MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ thị phụ tải: S (M V A ) 00 58 470 29.4 29.4 70 450 300 10 14 18 22 t(h ) 1.2.2 Phụ tải tự dùng: Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lượng điện tự dùng chiếm 6% công suất định mức toàn nhà máy, cosϕ = 0,83 Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm tính theo biểu thức sau: Std (t ) = α PdmΣF 100 cos φ td ⎛
⎜⎜ 0,4 + 0,6 ⎝ S TNM (t ) ⎞ ⎟ SdmΣF ⎟⎠ Trong đó: Std(t): Công suất phụ tải tự dùng thời điểm t SNM : Công suất đặt toàn nhà máy S(t) : Công suất nhà máy phát thời điểm t α : Số phần trăm lượng điện tự dùng Sau tính toán ta có bảng kết quả: Thời gian - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 22 22 - 24 SNM (MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6 Std (MVA) 31.8 33.9 36.1 33.9 31.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ thị phụ tải tự dùng: S (M V A ) 40 33 1.8 33 1.8 30 20 10 14 18 22 24 t(h ) 1.2.3 Cân công suất toàn nhà máy xác định công suất phát hệ thống: Phương trình cân công suất toàn nhà máy: Stnm(t) = Sđp(t) + ST(t) + SC(t) + Std(t) + SVHT(t) Công suất nhà máy phát hệ thống tính theo công thức: SVHT(t) = Stnm(t) - [Sđp(t) + ST(t) + SC(t) + Std(t)] Sau tính toán ta có bảng kết quả: Thời gian Công suất SNM(t) SĐP(t) SC(t) ST(t) Std(t) SVHT(t) 0-6 6-8 - 10 10 -12 12 -14 14 -16 16 -18 18 -20 20 -22 20 -22 470.6 470.6 470.6 529.4 529.4 588 588 529.4 529.4 470.6 13 13.2 11.5 11.5 13 14.8 16.5 14.8 14.8 13 200 200 222.2 222.2 200 200 177.8 177.8 177.8 177.8 163.6 145.5 145.5 163.6 163.6 181.8 163.6 163.6 145.5 145.5 31.8 31.8 31.8 33.9 33.9 36.1 36.1 33.9 33.9 31.8 62 80.1 59.6 98.2 118.7 155.3 194 139.3 157.4 102.3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ thị phụ tải tổng toàn nhà máy : S (M V A ) 50 00 19 15 5.3 150 57 13 9.3 18 100 8.2 10 2.3 0.1 62 9.6 10 12 14 16 20 22 24 t(h) 1.3 Lựa chọn phương án nối dây: 1.3.1 Đề xuất phương án: Chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện khâu quan trọng trình thiết kế nhà máy điện Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể tính khả thi đem lại hiệu kinh tế Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất, đồ thị phụ tải cấp điện áp vạch phương án nối điện cho nhà máy Theo kết tính toán cân cằng công suất ta có: + Phụ tải địa phương : Pmax = 14 MW, cosϕ = 0.86 ⇒ Smax = 16.3MVA Ta có: max SDP 16,5 100 = 100 = 7% < 15% ⇒ Không cần góp điện áp SdmF 2.117,6 máy phát + Trung tính cấp điện áp cao 220 (kV) trung áp 110 (kV) trực tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc cấp điện áp + Phụ tải trung áp: Smax = 181.8 (MVA) Smin = 145.5 (MVA) ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Do ghép hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai dây lên góp trung áp + Phụ tải cao áp: Smax = 222.2 (MVA) Smin = 177.8 (MVA) Do ghép hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai dây lên góp cao áp + Từ nhận xét ta vạch phương án nối điện cho nhà máy thiết kế: 1.3.2 Phương án 1: B1 B3 B2 F1 F2 B5 B4 F3 F4 F5 Phương án có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp Nhược điểm phương án STmin có lượng công suất phải tải qua lần MBA làm tăng tổn thất công suất ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.3.3 Phương án 2: B1 B4 F1 B3 B2 F4 F2 B5 F3 F5 Phương án có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp, lượng công suất thiếu phía trung áp lấy từ MBATN cung cấp sang Nhựơc điểm phương án MBA dây quấn phía cao áp nhiều phương án nên giá thành đắt 1.3.4 Phương án 3: ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN B3 B2 F2 B1 F3 B5 B4 F1 F4 F5 Phương án có ưu điểm MBA có loại nên chọn thiết bị phân phối đơn giản giá thành hạ Nhựơc điểm phương án lượng công suất phía trung áp lớn nhiều công suất phụ tải nên lượng công suất chuyển sang phía cao áp phải qua lần MBA gây tăng tổn thất Nhận xét: Qua phân tích sơ phương án đưa ta nhận thấy phương án phương án có nhiều ưu điểm Vì ta giữ lại hai phương án để tính toán kinh tế, kỹ thuật từ chọn phương án tối ưu cho nhà máy thiết kế CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MBA 2.1 Phương án 1: 2.1.1 Chọn loại công suất máy biến áp: a Chọn biến áp B4, B5 Công suất máy biến áp B4, B5 chọn theo điều kiện SB4 = SB5 ≥ SđmF - S(1)tdmax= 117,6 - 36.1 = 110,38 (MVA) Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP ДцH 125/110 có thông số sau: Sđm UC (MVA) (kV) UH ΔPn ΔP0 (kV) (kW) (kW) Un% I0% Loại ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 125 115 10,5 100 400 10,5 0,55 TP ДцH 125/110 b Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B2, B3 Công suất máy biến áp tự ngẫu chọn theo điều kiện: S dmB = S dmB ≥ α ⋅ S th ⎛ ⎞ − S tdmax ⎟ S th = ⎜ ∑ S dmF − S uF ⎝ ⎠ Trong đó: α: Hệ số có lợi MBATN α= U C − U T 220 − 110 = = 0,5 UC 220 Thay số ta có: ⎛ ⎝ S th = ⎜ 117 , − ị S dmB = S dmB ≥ 11 ,5 ⎞ − ⋅ 36 ,1 ⎟ = 104 , 63 ( MVA ) ⎠ α ⋅ Sth = ⋅ 104 ,63 = 209 ,26 ( MVA) ,5 Tra tài liệu “Thiết kế nhà máy điện” ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại ATДЦTH có Sđm = 250 (MVA), với thông số sau: ΔPN (kW) UC UT UH ΔP0 (kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H (kV) (kV) (kV) (kW ) 230 121 11 120 520 - - 11 32 20 0,5 UN% I0% c Chọn biến áp B1: Công suất máy biến áp B1 chọn theo điều kiện: SB1 ≥ SđmF - S(1)tdmax= 117,6 - 36.1 = 110,38 (MVA) 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN + Cấp xác 0,5 ứng với phụ tải định mức Ω + Điều kiện ổn định động: ilđđ = 108 KA > ixk = 16,9 KA - Các máy biến dòng có dòng điện định mức sơ cấp lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt 5.5.2 Cấp điện áp 110KV Tương tự cấp điện áp 220KV, để kiểm tra cách điện cung cấp cho bảo vệ rơle ta chọn biến điện áp kiểu HKΦ-110-57 pha nối theo sơ đồ Y0/Y0/Δ + x HKΦ-110-57 110 100 KV V - 100 V + Uđm = 3 + Cấp xác: + SđmBu = 600 VA Máy biến dòng dùng cho bảo vệ rơle chọn TΦH-110M + Dòng điện định mức: Iđmsc/IđmTC = 1500/5 A + Cấp xác 0,5 ứng với phụ tải định mức 0,8Ω + Bộ số ổn định động: Kd = 75 + Điều kiện ổn định động: Kđ.Iscđm = 75.1,5 = 159,1 KA > 31,03 KA Các máy biến dòng có dòng định mức sơ cấp lớn 1000A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt 5.5.3 Mạch máy phát - Chọn biến điện áp: Dụng cụ phía thứ cấp dùng công tơ nên ta dùng hai biến điện áp pha nối kiểu V/V: 2xHOM-10 có thông số kỹ thuật sau: + Uđmsc = 10000 V + Cấp xác: 0,5 Phụ tải biến điện áp phân bố cho hai theo cách bố trí đồng hồ phía thứ cấp bảng sau: Bảng 5.5 Tên đồng hồ Ký hiệu Vôn kế Oát kế Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Tần số kế ∋-302 Д-341 Д-342/1 Д-33 Д-344 Phụ tải biến điện áp AB W War 7,2 1,8 1,8 8,3 Phụ tải biến điện áp BC W War 1,8 1,8 8,3 6,5 54 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Công tơ tác dụng И-670 Công tơ phản kháng И T-672 Tổng - Biến điện áp AB 0,66 0,66 20,42 1,62 1,62 3,24 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 20,42 + 3,24 = 20,7 VA 20,42 = 0,99 cosϕ = 20,7 - Biến điện áp BC Stc = Stc = 19,72 + 3,24 = 19,98 VA 19,72 = 0,99 cosϕ = 19,9 Vậy ta chọn hai biến điện áp pha HOM-10 có công suất định mức ứng với cấp xác 0,5 75 VA Chọn dây dẫn nối từ biến điện áp tới đồng hồ đo: + Dòng điện dây dẫn thứ cấp: S 20,7 = 0,207 A Ia = ab = U ab 100 S 19,98 = 0,199 A Ic = bc = U bc 100 Từ giá trị môđun góc pha dòng điện dây dẫn thứ cấp pha a pha c ta coi Ia = Ic Do đó: Ib = Ia = 0,207 = 0,36 A Trị số điện áp giáng dây dẫn pha a pha b ρ.l ΔU = (Ia + Ib) S Giả sử khoảng cách từ biến điện áp đến đồng hồ l = 60m Mạch điện có công tơ nên ΔU% Ê 0,5% Do đó: S = (I a + I b ).ρl = (0,207 + 0,36).0,0175.60 ΔU 0,5 = 1,19 mm2 Theo tiêu chuẩn độ bền dây dẫn đồng ta chọn dây dẫn có tiết diện S = 1,5 mm2 - Chọn biến dòng điện: Biến dòng điện đặt pha, mắc theo sơ đồ hình sao, ta chọn biến dòng điện kiểu dẫn loại TΠ∧-20-1 Có thông số kỹ thuật sau: + UđmBI = 20KV + Iđmsc/Iđmtc = 10000/5A + Cấp xác 0,5 có phụ tải định mức 1,2Ω Công suất tiêu thụ cuộn dây máy biến dòng phân bố sau: 55 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Bảng 5.6 Tên đồng hồ Ampe kế Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Ký hiệu ∋-302 Д-341 Д -342/1 Д -33 И-670 ИT-672 Pha A 5 10 2,5 2,5 Phụ tải (VA) Pha B 0 0 Pha C 5 10 2,5 2,5 26 26 Tổng Pha A pha C mang tải nhiều nhất: S = 26VA Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha này: S ZΣdc = I dmtc = 26 = 1,04Ω 52 Giả sử chiều dài dây dẫn từ máy biến dòng đến dụng cụ đo l = 50m Do ba pha có máy biến dòng nên chiều dài tính toán ltt = l = 50m Tiết diện dây dẫn đồng: ltt ρ 50.0,0175 = S= = 5,47 mm2 Zdm − ZΣdc 1,2 − 1,04 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện S = mm2 Điều kiện ổn định động máy biến dòng kiểu dẫn định ổn định động dẫn Không cần kiểm tra ổn định nhiệt máy biến dòng có dòng điện định mức sơ cấp lớn 1000A Sơ đồ đấu nối dụng cụ đo vào BU BI 56 ĐỒ ÁN MÔN HỌC A THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN A A W Wh W VAR VARh a b c H O M -1 v f F 5.6 CHỌN CÁP, KHÁNG VÀ MÁY CẮT HỢP BỘ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG 5.6.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương: Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5KV gồm: đường dây kép P = MW, cosϕ = 0,85 đường dây cáp đơn P = MW, cosϕ = 0,85 Tiết diện cáp chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng điện kinh tế Jkt I Fcáp = lvbt J kt Trong đó: Ilvbt: dòng điện làm việc bình thường - Các đường cáp đơn có P = MW nên dòng điện làm việc bình thường là: Ilvbt = P = 2.10 = 129,38 A 3.U dm cosϕ 3.10,5.0,85 - Các đường cáp kép có P = MW nên dòng điện làm việc bình thường là: P 3.10 = = 97,03 A Ilvbt = U dm cos ϕ 10,5.0,85 57 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại 24 ∑ Si Ti Tmax = 13,2.12 + 11,5.4 + 14,8.6 + 16,5.2 = 7215,94(h) Smax 16,5 Tra bảng 43 sách mạng lưới điện ta chọn cáp bọc giấy cách điện có Jkt = 1,2A/mm2 365 = 365 Tiết diện cáp đơn là: Fcáp = 129,38 = 107,82 mm2 1,2 Tiết diện cáp kép là: Fcáp = 97,03 = 80,86 mm2 1,2 Tra bảng (T289- Sách TKNMĐ TBA - PGS Nguyễn Hữu Khái) chọn loại cáp ba pha lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không cháy vỏ chì đặt đất + Đường dây cáp đơn: F = 120 mm2; Uđm = 10,5 KV; ICP = 185A + Đường dây cáp kép: F = 95 mm2; Uđm = 10,5 KV; ICP = 155A - Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài: I’cp = K1.K2.Icp ≥ Ilvbt Trong đó: K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ θ cp − θ' K1 = θ cp − θ θcp: nhiệt độ phát nóng cho phép θcp = 600C θ’0: nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp θ’cp = 25 0C θ0: nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn θ0 = 15 0C 60 − 25 = 0,88 K1 = 60 − 15 K2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song với cáp đơn có K2 = 1, với cáp kép K2 = 0,9 -Với cáp đơn: I’cp = 0,88.1.185 = 162,8 A > Ilvbt = 129,38A -Với cáp kép: I’cp = 0,88.0,9.155 = 122,76 A > Ilvbt = 97,03A - Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng làm việc cưỡng Theo quy trình thiết bị điện cáp có cách điện giấy tẩm dầu điện áp không 10KV điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt 80% dòng điện cho phép hiệu chỉnh cố cho phép tải 30% thời gian không vượt qúa ngày đêm Dòng điện làm việc cưỡng qua cáp đứt sợi: 58 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Icb = 2.Ilvbt = 2.97,03 = 194,06 A Vậy ta có: I’cp = Kqt.K1.K2.Icp = 1,3.0,88.0,9.155 = 159,59 A < Icb = 194,06A Không đảm bảo, ta phải chọn lại cáp có tiết diện 150mm2 có Icp = 210A Khi đó: I’cp = Kqt.K1.K2.Icp = 1,3.0,88.0,9.210 = 216,22 A > Icb = 194,06A Vậy điều kiện phát nóng cố thoả mãn Kết luận: Cáp chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 5.6.2 Chọn kháng điện: Điều kiện: + UK ≥ Uđm + IđmK ≥ Icb + xK% ≥ xKcp% + ixk ≥ Iôđđ + BN ≤ I nhdm t nhdm 59 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN a Chọn kháng điện đường dây: Kháng điện đường dây chọn theo tiêu chuẩn sau: + Điện áp : Uđmk = 10,5 KV + Dòng điện : Iđmk > Icb ã Xác định dòng điện cưỡng qua kháng: Dòng cưỡng qua kháng giả thiết cố kháng điện Lúc công suất qua kháng lại là: Icbk = P§ P max 14 = = 0,91 KA U dm cosϕ 10,5.0,85 Ta chọn kháng điện PbA-10-1000 ã Xác định Xk% kháng: XHT E HT XK N4 Xc1 N5 Xc2 N6 60 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Trong chương tính ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch điểm N4: I”N4 = 67,96 KA + Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là: 100 XHT = 10,5.67,96 = 0,081 + Điện kháng cáp là: Xc1 = x0.l S cb U 2tb = 0,076.3 100 = 0,207 10,5 + Dòng ổn định nhiệt cáp là: InhS1 = S C t1 Trong đó: S1: tiết diện cáp = 120mm2 C1: hệ số cáp nhôm , C = 90 A2/s t1: thời gian cắt máy cắt 1: t1 = t2 + 0,3 = 0,7 + 0,3 =1 sec Dòng điện cắt máy cắt hợp Icđm = 21 KA ị InhS1 = S1 C InhS2 = t1 = 120.90 = 10,8 KA S2 C 95.90 = = 10,22 KA t2 0,7 Ta phải chọn kháng có Xk% cho hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt chọn, đồng thời đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn I”N5 Ê (Icđm1, InhS1) I”N6 Ê (Icđm2, InhS2) Vậy ta chọn khángc ó Xk% cho ngắn mạch N5 có dòng ngắn mạch I”N5 Ê 8,55 KA + Khi ngắn mạch N6 điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là: XΣ = Icb I nh = 100 = 0,54 10,5.10,22 61 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ta có XΣ = XHT + Xk + Xc1 ị Xk = XΣ - XHT - Xc1 = 0,54 - 0,082 - 0,207 = 0,251 Vậy Xk% = Xk 0,251.1.100 Idmk 100 = = 2,76% 100 Icb 10,5 Vậy ta chọn kháng đơn loại: PbA-10-1000 -4 có thông số kỹ thuật là: Xk% = 4% Iđm = 1000 A b Kiểm tra kháng vừa chọn + Điện kháng tương đối điện kháng vừa chọn: XK = xK % Icb 100 = = 0,44 100 I dmKI 100 10,5.1 + Dòng ngắn mạch N5: I”N5 = I cb XHT + XK 100 = (0,082 + 0,44) 3.10,5 = 10,54 KA Thoả mãn điều kiện I”N5 Ê Icắtđm1 = 21 KA I”N5 Ê InhS1 = 10,8 KA + Dòng ngắn mạch N6: I”N6 = I cb 100 = = 7,54 KA XHT + XK + Xc1 (0,082 + 0,44 + 0,207) 3.10,5 Thoả mãn điều kiện: I”N6 < Icắtđm2 = 21 KA I”N6 Ê InhS2 =10,22 KA Kết luận: Vậy kháng điện chọn đảm bảo yêu cầu 5.6.3 Kiểm tra máy cắt hợp phụ tải địa phương + Dòng ngắn mạch N5: I”N5 = 10,54KA + Dòng điện xung kích N5 là: IXK = 1,8.10,54 = 26,83 KA 62 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Loại máy cắt điện dầu trạm địa phương theo đầu có thông số sau: Loại máy cắt Uđm (KV) Iđm (A) Icđm (KA) Ilđđ (KA) 8DA-10 10 3150 40 110 - Dòng điện : IđmMC ≥ Icb = 900A - Điều kiện cắt : Icđm ≥ I” = 10,54 KA - Điều kiện ổn định động : ildd > ixk = 26,83 KA Kết luận: Vậy máy cắt chọn thoả mãn điều kiện 63 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Để sản xuất điện năng, nhà máy điện tiêu thụ phần điện cho cấu tự dùng đảm bảo hoạt động máy phát điện như: chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, bơm nước tuần hoàn, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu… Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dạng nhiên liệu, áp suất ban đầu, kiểu công thức tuabin… chiếm khoảng 58% tổng điện sản xuất Tập hợp máy công tác truyền động động điện, lưới điện, thiết bị phân phối, máy biến áp, giảm áp, nguồn lượng độc lập, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp sáng… tạo thành hệ thống điện tự dùng nhà máy điện với yêu cầu bản: độ tin cậy cao, phù hợp yêu cầu kinh tế Các máy công tác động điện tương ứng nhà máy nhiệt điện (ngưng hay trích hơi) chia làm phần không - Những máy công tác đảm bảo làm việc lò tuabin tổ máy - Những máy công tác phục vụ chung liên quan trực tiếp đến lò tuabin, lại cần thiết cho làm việc nhà máy Đối với nhà máy điện thiết kế ta dùng cấp điện áp tự dùng 6KV 0,4 KV nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, số phân đoạn cuộn hạ phía máy cắt phận máy phát - máy biến áp tự ngẫu 6.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 6.1.1 Chọn máy biến áp cấp 1: Các máy biến áp cấp có nhiệm vụ nhận điện từ góp 10,5 KV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp 6KV Còn lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 KV Từ công suất chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại động cấp điện áp 6KV tổng công suất máy biến áp cấp nốt tiếp với K1 Sđm ≥ ΣP1 + ΣS K n cos ϕ1 K1 Hệ số lúc làm việc bình thường chiếm khoảng 0,9 n1 cos ϕ1 Hệ số đồng thời K2 0,9 Nên ta có Sđm ≥(ΣP1 + ΣS2).0,9 Trong đó: 64 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ΣP1: tổng công suất tính toán máy công cụ với động 6KV nối vào phân đoạn xét (KW) ΣP2: tổng công suất tính toán máy biến áp cấp nối vào phân đoạn xét (MVA) 0,9: hệ số xét đến không đồng thời đầu tải máy công tác có động 6KV máy biến áp cấp - Trong phạm vi thiết kế, nên ta chọn công suất máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy Stdmax = 36,1 MVA Bốn máy công tác có công suất: SđmB ≥ 1 Stdmax = 36,1 = 7,22MVA 5 Vậy ta chọn máy biến áp dầu có thông số sau: Điện áp (KV Tổn thất KW Sđm Loại MVA Cuộn cao Cuộn hạ ΔP0 ΔPN T Д HC 10 10,5 6,3 12,3 85 UN% I0% 14 0,8 * Công suất máy biến áp dự trữ cấp chọn phù hợp với chức May biến áp dự trữ cấp không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà cung cấp cho hệ thống tự dùng trình hoạt động dừng lò Do ta chọn công suất, loại MBA dự trữ cấp giống với MBA tự dùng cấp 6.1.2 Chọn máy biến áp cấp 2: Công suất máy biến áp tự dùng cấp đựơc chọn sau: SđmB ≥ (10 20)% SđmB ≥ Stdmax 15 36,1 = 1083 (kVA) 100 Tra bảng chọn loại máy biến áp TM- 1600 có thông số: Sđm (kVA) Uđm cao (kV) Uđm hạ (kV) ΔP0 ΔPN (kW) (kW) 1600 0,4 2,8 18 Un% I0% 6,5 1,5 65 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 6.2.Chọn khí cụ điện tự dùng * Chọn máy cắt hợp bộ: Để chọn máy cắt hợp ta tính dòng điện ngắn mạch N5 dới máy biến áp tự dùng cấp I, với nguồn cung cấp hệ thống máy phát điện nhà máy '' Như ta tính chương ngắn mạch: I N = 66,9 KA XHT E®t XB N4 N7 Vậy điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N4 là: I cb XHT = '' = IN4 S cb 3.U dm I N'' = 100 = 0,082 10,5.66,9 - Điện kháng máy biến áp tự dùng XB = U N % Scb 14 100 = = 1,4 100 Sdm 100 10 - Dòng điện ngắn mạch điểm N7 I N'' = I cb XHT + XB = 100 6,3.(0,082 + 1,4) = 6,18 KA - Dòng điện xung kích điểm N7: iXKN7 = kXK.I”N7 = 1,8.6,18 = 15,73KA Căn vào dòng ngắn mạch N7 ta chọn loại máy cắt SF6 Simens 8DA10 có thông số kỹ thuật sau: Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Icđm (kA) Iiđđ (kA) 8DA10 7,2 3150 40 110 66 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN sơ đồ nối điện tự dùng toàn nhà máy B1 F1 B2 F2 B3 F3 B4 F4 6,3KV Dù phßng 0,4 KV 67 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TàI LIỆU THAM KHẢO 68 [...]... phương án 1 tối ưu làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện 31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH A Tính toán ngắn mạch Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện. .. phương án 1 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN B Phương án 2 ã Phía 220KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc ã Phía 110 KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp nh phía cao áp ã Phía 10,5 KV: không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy phát chiếm nhỏ so với công suất toàn bộ Sơ đồ nối điện phương án 2 3.3 Tính toán kinh... đại lượng cơ bản: 4.2 Tính điện kháng các phần tử Scb = 100MVA Ucb = Utb(230 -115 -10,5 KV) - Điện kháng của hệ thống XHT = XD = Scb 100 = = 0,04 SN 2500 S 1 1 100 x0 l cb2 = 0,4.120 = 0,045 2 U tb 2 230 2 - Điện kháng máy phát 100 S cb = 0,263 = 0,22 117,6 S dmF - Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây: + MBA B4, B5: XF = X’d 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN XB110 = UN % Sc 10,5... tư cho thiết bị 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ta có: V1 = VB1 + VTBPP1 + Máy biến áp tự ngẫu có công suất 250 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 11400.106 đồng; KB = 1,3 - Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 125 MVA + Với cấp điện áp 110KV có VB110 = 4800.106 đồng; K 110 B = 1,5 + Với cấp điện áp 220KV có VB220 = 6480.106 đồng; K B220 = 1,4 Vậy tiền đầu tư máy biến... VB2+ VTBPP2 + Máy biến áp tự ngẫu có công suất 250 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 11400.106 đồng; KB = 1,3 + Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 125 MVA 30 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN + Với cấp điện áp 110KV có VB110 = 4800.106 đồng; K 110 B = 1,5 + Với cấp điện áp 220KV có VB220 = 6480.106 đồng; K B220 = 1,4 Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án 2 là: VB2 =... =110,38MVA ị Thoả mãn điều kiện Kết luận: 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Các máy biến áp đã chọn cho phương án 2 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải 2.4 Tính toán tổn thất điện năng tổng các máy biến áp Tổn thất trong máy biến áp gồm 2 phần: - Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất... kinh tế kỹ thuật Chọn phương án tối ưu: Mục đích của phần này là so sánh đánh giá các phương án về mặt kinh tế Từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế 28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Về mặt kinh tế khi tính toán vốn đầu tư của 1 phương án chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền chuyên chở và xây lắp các thiết bị chính Một cách gần đúng... Vậy dòng điện cưỡng bức ở cấp điện áp 110 KV là: 0,648 KA ã Cấp điện áp 10,5 KV: Icb = 1,05 SdmF 1,05.117,6 = = 6,789 KA 3 U dm 3 10,5 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Vậy dòng cưỡng bức của phương án I là: U 220KV 110KV 10,5KV Icb (KA) 0,509 0,648 6,789 2.2 Phương án II: 2.2.1 Chọn loại và công suất máy biến áp: a Chọn máy biến áp bộ B1, B4, B5: Tương tự như ở phương án I Ta có:...ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Tra tài liệu Thiết kế nhà máy điện ta chọn máy biến áp: TДц 125/110 có các thông số chính sau: Sđm (MVA) UC (kV) UH (kV) ΔP0 ΔPn (kW) (kW) 125 242 10,5 115 380 Un% I0% Loại 11 0,5 T Дц 125/220 2.1.2a Phân bố công suất cho các máy biến áp: a Phân bố công suất cho các MBA B1 , B4 , B5: Để đảm bảo vận hành kinh tế các máy biến áp ta... làm việc thực tế Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha Chọn các đại lượng cơ bản Scb = 100 MVA Ucb = Utb 4.1 Chọn điểm ngắn mạch Chọn điểm ngắn mạch tính toán sao cho dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có, tất cả các nguồn phát cùng làm việc Sơ đồ nối điện và các điểm ngắn mạch tính toán 32 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Lập sơ đồ thay thế HT XHT XD ... 13,409 Vì chọn phương án tối ưu làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện 31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH A Tính toán ngắn mạch Mục... góp điện áp máy phát phụ tải điện áp máy phát chiếm nhỏ so với công suất toàn Sơ đồ nối điện phương án 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN B Phương án ã Phía 220KV: dùng sơ đồ. .. 470.6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ thị phụ tải: S (M V A ) 00 58 470 29.4 29.4 70 450 300 10 14 18 22 t(h ) 1.2.2 Phụ tải tự dùng: Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lượng điện