Đồ Án Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Gồm 5 Tổ Máy, Công Suất Mỗi Tổ Là 63 MW Cấp Điện Cho Phụ Tải Địa Phương 10,5KV Phụ Tải Điện Áp Trung 110KV Và Phát Vào Hệ Thống 220KV

Thiết kế nhà máy điện -1MỞ ĐẦU Đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chương trình ngành hệ thống điện, em nhà trường hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, công suất tổ 63 MW cấp điện cho phụ tải địa phương 10,5KV, phụ tải điện áp trung 110KV phát vào hệ thống 220KV Sau thời gian làm đồ án với lỗ lực thân, giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Nguyễn Hữu Khái đến em hoàn thành đồ án.Do thời gian có hạn, kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh thiếu sót Vì em mong nhận góp ý bổ sung thầy cô giáo bạn để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn toàn thể thầy cô giáo môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh viên thực Thiết kế nhà máy điện -2- MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I Chọn máy phát điện .3 II Tính toán phụ tải cân công suất CHƯƠNG II 10 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 10 I Lựa chọn phương án 10 II Chọn phương án 11 III Chọn máy biến áp 15 IV Tính toán chi tiết cho phương án 15 V Tính tổng tổn thất công suất điện .23 VI Tính dòng điện làm việc dòng điện cưỡng 25 CHƯƠNG III .29 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 29 CHƯƠNG IV 53 SO SÁNH KINH TẾ - KĨ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .53 I Chọn máy cắt điện .53 II Chọn sơ đồ ghóp 53 III Tính toán kinh tế 53 IV Phương án I 54 V Phương án II 56 CHƯƠNG V 57 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN 57 I Chọn dẫn 57 I Chọn cáp kháng điện đường dây 70 74 CHƯƠNG VI 74 SƠ ĐỒ TỰ DÙNG VẠ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG .74 I Sơ đồ nối điện tự dùng .74 II Chọn máy biến áp tự dùng 75 Thiết kế nhà máy điện -3- CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Điện có vai trò quan trọng trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước Số lượng hộ dùng điện tiêu thụ điện ngày nhiều Do , để đảm bảo cung cấp điện tiêu kinh tế người ta sử dụng phương pháp thống kê lập đồ thị phụ tải từ lựa chọn phương thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lý Trong nhiệm vụ thiết kế người ta thường cho đồ thị phụ tải hàng ngày cấp điện áp hệ số công suất phụ tải tương ứng , có cho đồ thị phụ tải hàng ngày toàn nhà máy Dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp mà xây dựng đồ thị phụ tải tổng toàn nhà máy , phần phụ tải hộ tiêu thụ cấp điện áp , phụ tải phát hệ thống có phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố : dạng nhiên liệu , áp lực ban đầu , loại tua bin công suất chúng loại truyền động máy bơm cung cấp chiếm khoảng – % tổng điện phát Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy thường vẽ theo công suất biểu kiến S ( MVA) để có độ xác hệ số công suất cấp điện áp thường khác Như dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp tiến hành tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy theo thời gian hàng ngày I Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất máy 63 MW Thiết kế nhà máy điện -4- Chọn máy phát điện tua bin đồng có thông số sau : Loại máy phát TB φ -63-2 Thông số định mức n S P v/ph MVA MW 3000 78,75 63 U KV 10.5 cos ϕ 0.8 I KA 4,33 Điện kháng tương đối X’’d X’d Xd 0.146 0.22 1.691 II Tính toán phụ tải cân công suất Ta xây dựng đồ thị phụ tải cấp điện áp : P(t) P(t) P(t)% = 100 , S(t) = Pmax cosϕ Trong : S : Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t P : Công suất tác dụng phụ tải thời điểm t cos ϕ : Hệ số công suất phụ tải Phụ tải điện áp máy phát Uđm = 10 KV , Pmax = 24 MW , cosϕ = 0.87 Gồm đường dây kép MW × 1,5 Km Áp dụng công thức tính ta có bảng phụ tải : t ( h) Công suất P (%) P(t)( MW) S(t) ( MVA) 0-7 70 16.8 19.3103 Đồ thị phu tải địa phương : 7-14 100 24 27.5862 14-20 90 21.6 24.8276 20-24 80 19.2 22.069 Thiết kế nhà máy điện -5- Phụ tải điện áp trung Uđm = 110 KV , Pmax = 140 MW, cosϕ = 0.86 Gồm đường dây kép 40 MW Áp dụng công thức tính ta có bảng phụ tải : t ( h) Công suất P (%) P(t)( MW) S(t) ( MVA) 0-8 Đồ thị phụ tải trung áp 8.-14 70 98 113.9535 85 119 138.3721 14.-20 100 140 162.7907 20.-24 75 105 122.093 Thiết kế nhà máy điện -6- Phụ tải toàn nhà máy SNMmax = ∑ Sđm = n.SđmF = 5.74,12 = 370,5882 MVA Cos ϕ = 0,85 Áp dụng công thức : P (t) = t ( h) Công suất P (%) P(t)( MW) S(t) ( MVA) P%( t ) Pmax ; 100 0-8 S (t) = P( t ) Cosϕ 8.-14 75 236.25 277.9412 90 283.5 333.5294 14.-20 100 315 370.5882 20.-24 80 252 296.4706 Thiết kế nhà máy điện -7- Đồ thị phụ tải toàn nhà máy : Công suất tự dùng Phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện xác định theo công thức sau: S td (t) = α S NMmax ( 0,4 + 0,6 S NM ( t ) ) S NM max Trong : Std (t) : Phụ tải dùng điện thời điểm t SNmmax : công suất toàn nhà máy SNM(t) : Công suất nhà máy phát thời điểm t α : Số phần trăm lượng điện tự dùng SNMmax = 370,5882 MVA , tự dùng nhà máy α =8% t ( h) Công suất S(t) ( MVA) Std (t) (MVA) 0-8 8.-14 14.-20 20.-24 277.9412 333.5294 370.5882 296.4706 25.2 27.87 29.65 26.09 Thiết kế nhà máy điện -8- Đồ thị phụ tải tự dùng : Cân công suất toàn nhà máy công suất phát vào hệ thống Ta xác định công suất toàn nhà máy theo công thức sau : SNM(t) = Sđf (t) + ST (t) + Std (t) + SHT (t) Công suất phát vào hệ thống : SHT (t) = SNM (t) – [Sđf (t) + ST (t) + Std (t)] Từ công thức ta áp dụng có bảng tính cân công suất toàn nhà máy công suất phát vào hệ thống t ( h) Công suất SNM(t) Sdf ( t ) ST(t) Std(t) SHT 0–7 277.9412 19.3103 113.9535 25.2 119.4774 -8 277.9412 27.5862 113.9535 25.2 111.2015 8.-14 333.5294 27.5862 138.3721 27.87 139.7011 14.-20 370.5882 24.8276 162.7907 29.65 153.3199 20.-24 296.4706 22.069 122.093 26.09 126.2186 Thiết kế nhà máy điện -9- Đồ thị phụ tải tổng hợp :  Nhận xét - Ta thấy nhà máy thiết kế có tổng công suất : SNMmax = ∑ Sđm = n.SđmF = 5.74,12 = 370,5882 MVA So với công suất hệ thống điện SHT = 1900 MVA nhà máy thiết kế chiếm 19,5 % công suất hệ thống - Công suất phát vào hệ thống Max = 153,3199 MVA từ 14-20h Min = 111,2015 MVA từ 7-8h Thiết kế nhà máy điện -10- - Phụ tải trung áp STmax = 162,7907 MVA từ 14-20 h chiếm 43,93 % công suất nhà máy STmin = 113,9535 MVA từ 0- h chiếm 30,75 % công suất nhà máy Nhà máy thiết kế cung cấp cho phụ tải điện trung áp 110 KV phát công suất lên hệ thống 220 KV sử dụng máy biến áp tự ngẫu ( cấp điện áp có trung tính nối đất trực tiếp ) - Phụ tải địa phương có Sđfmax = 27,5862 MVA Sđfmin = 19,3103 MVA Ta có công suất địa phương chiếm 8,75 % công suất định mức Khả phát triển nhà máy điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố vị trí nhà máy , địa bàn , nguồn nguyên liệu phần điện có khả phát triển phụ tải theo cấp điện áp sẵn có CHƯƠNG II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN I Lựa chọn phương án  Sơ đồ nối điện Thiết bị , máy phát điện , máy biến áp nối với theo sơ đồ định gọi sơ đồ nối điện Sơ đồ nối điện phụ thuộc vào số nguồn , số phụ tải , công suất nguồn , công suất phụ tải , phụ tải phụ thuộc vào tính chất hộ tiêu thụ phụ thuộc vào khả đầu tư Sơ đồ nối điện phải thoả mãn điều kiện - Về kỹ thuật Đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu Đảm bào an toàn cho người thiết bị - Về kinh tế Vốn đầu tư Dễ vận hành thay , lắp đặt, sửa chữa Có khả phát triển sau Chọn sơ đồ nối điện nhà máy khâu quan trọng trình thiết kế nhà máy điện Các phương án đưa phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ phải khác cách ghép nối máy biến áp với cấp điện áp số lượng dung lượng máy biến áp số lượng máy phát điện nối vào ghóp điện áp máy phát , số máy phát điện ghép với máy biến áp Công suất máy phát điện – máy biến áp không lớn dự trữ quay hệ thống Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ máy phát máy biến áp với công suất không qua 15 % công suất máy phát – máy biến áp Không nối hai máy phát điện với máy biến áp công suất lớn dự trữ quay hệ thống Cả phiá cao áp trung áp có trung tính nối đất trực tiếp nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc Từ yêu cầu ta có phương án sau : Thiết kế nhà máy điện I tb3 = I 02, + I 02,5 -652 = 97,3074 (KA ) ; I tb4 = I 02,5 + I 12 = 89,1844 (KA2) Với ∆t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5 Từ ta có : BN-CK=0,1.142,7413 + 0,1.108,8281 + 0,3.97,3074 + 0,5.89,1844 = 98,9414 (KA2.s) - Khi ta túnh gần xung nhiệt lượng thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ: BN-KCK = (I’’N1)2.Ta = 13,03742.0,05 = 8,499 (KA2.s) Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch N2 : BN = BN-CK + BN-KCK = 98,9414 + 8,499 = 107,44 (KA2.s) Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 220 KV : BN 107, 44 Smin = 103 = 131,21 mm2 = C 79 Dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt c, Điều kiện vầng quang Điều kiện :Uvq ≥ Uđm Trong Uvq điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang Nếu dây dẫn ba pha bố trí ba đỉnh tam giác điệ áp vầng quang tính sau : Uvq = 84.m.r.lg a (KV) r m : hệ số xét đến độ nhẵn bề mặt (m = 0,85) r : bán kính dây dẫn (cm) a : khoảng cách pha dây dẫn Với loại dây chọn : r = 1,33 (cm) ; a = 500 (cm), ta có : 500 a Uvq = 84.m.r.lg = 84.0,85.1,33.lg = 223,47 (KV) > Uđm=220 (KV) 1,33 r Dây AC- 400/22 thoả mãn điều kiện vầng quang Chọn dao cách ly Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: +)Loại dao cách ly : +)Điện áp : Uđmcl ≥ Umang +)Dòng điện : Iđmcl ≥ Ilvcb +)ổn định nhiệt : I2nh tnh ≥ BN +)ổn định động : Ilđđ ≥ Ixk Ta thấy dao cách ly chọn với dòng định mức 1000 A không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch Từ dòng cưỡng , dòng điện xung kích tính ta chọn dao cách ly nhu sau : Cấp Đại lượng tính toán Đại lượng định mức điện áp Loại dao cách ly Icb IN Ixk Uđm Iđm Ilđđ (KA) (KA) (KA) (KV) (KA) (KA) Thiết kế nhà máy điện 18,6316 220 110 34,2821 0,402 0,434 7,3192 13,4673 SGC-245/1250 -66SGCP-123/1250 245 1,25 80 123 1,25 80 10 4,55 30,8508 78,5333 PBK-20/7000 20 Trong dao cách ly cấp điện áp 220 KV 110 KV dao cách ly quay mặt phẳng ngang hãng groupe schneider 200 Chọn máy biến điện áp Chọn BU theo điều kiện : +)Điện áp : UđmBU =Umang +)Cấp xác : 0,5 +)Công suất định mức : S2đmBU ≥ S2 Chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV : Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng hai máy biến điện áp nối dây theo Y/Y với Uđm = 10,5 KV có cấp xác 0,5 Phụ tải BU cần phải phân bố cho hai biến điện áp sau : Tên đồng hồ Kiểu Phụ tải pha AB Phụ tải pha BC P(W) Q(VAR) P(W) Q(VAR) Vôn kế B-2 7,2 Oát kế 341 1,8 1,8 Oát kế phản kháng 342/1 1,8 1,8 Oát kế tự ghi - 33 8,3 8,3 Tần số kế - 340 6,5 Công tơ - 670 0,66 1,62 0,66 1,62 Công tơ phản kháng WT-672 0,66 1,62 0,66 1,62 Tổng 20,4 3,24 19,72 3,24 Biến điện áp pha AB : S2 = 20,4 + 3,24 = 20,7 VA cos ϕ = 20,4 =0,98 20,7 cos ϕ = 19,72 = 0,99 19,99 Biến điện áp BC : S2 = 19,72 + 3,24 = 19,99 VA Ta chọn BU có thông số sau : Loại BU Cấp điện áp (KV) Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp Công suất định mức (VA) ứng với cấp xác 0,5 Công suất cực đại (VA) Thiết kế nhà máy điện 100 -67- 75 640 HOM-10 10 10000 Chọn dây dẫn nối từ nhà máy biến điện áp đến dụng cụ đo theo hai điều kiện Tổn thất điện áp dây dẫn không lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp ( trường hợp có đồng hồ điện ) Theo điều kiện độ bền học : tiết diện nhỏ dây dồng 1,5 mm2,đối với dây nhôm 2,5 mm2 Xác định dòng dây dẫn a, b, c Sab 20,7 = =0,207 A U ab 100 Sbc 19,9 = Ic = =0,199 A U bc 100 Ia = Coi Ia = Ic = 0,2 A vµ cos ϕab = cos ϕbc = → Ib = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a b : ∆ U =(Ia + Ib ).r = (Ia + Ib ) ρ.l S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ tới BU 50 m dùng dây dẫn đồng có ρ = 0,0175 Ω.mm2/m.Vì có công tơ nên ∆ U = 0,5 Vậy tiết diện dây dẫn : S≥ (I a + I b ).ρ.l (0,2 + 0,34).0,0175.50 = = 0,945 mm2 ∆U 0,5 Theo yêu cầu độ bền học ta chọn dây dẫn có tiết diện : 1,5 (mm2) Chọn BU cho cấp điện áp 110 KV 220 KV Phụ tải thứ cấp BU phía 110 KV b\và 220 KV thường cuộn dây điện áp đồng hồ có tổng trở lớn, công suất nhỏ nên không cần tính toán phụ tải Nhiệm vụ kiểm tra cách điện đo điện áp nên ta chọn đồng hồ có thông số sau : Loại BU Cấp điện áp (KV) Điện áp định mức (V) HKΦ-110-57 110 Cuộn sơ cấp 110000/ HKΦ-220-58 220 220000/ Cuộn thứ cấp 100/ Cuộn thứ cấp phụ 100 100/ 100 Chọn máy biến dòng điện BI Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau : Công suất định mức ( VA ) ứng với cấp xác Công suất cực đại (VA) 600 2000 600 2000 Thiết kế nhà máy điện -68- Sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ biến dòng , kiểu biến dòng tuỳ thuộc vào vị trí đặt biến dòng +)Điện áp : UđmBI ≥ Uđm mang +)Dòng điện :IđmBI ≥ Ilvcb +)Cấp xác : 0,5 Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp máy phát: Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lường vào BI ta xác định phụ tải thứ cấp BI STT Tên dụng cụ Loại Phụ tải (VA) Ampe mét Э-302 1 Oát kế tác dụng Д-341 5 Oát kế tự ghi Д-342/1 5 Oát kế phản kháng Д-33 10 10 Công tơ tác dụng Д-670 2,5 2,5 Công tơ phản kháng ИT-672 2,5 2,5 Tổng cộng 26 26 Phụ tải pha : - Pha A : SA = 26 (VA) - Pha B : SB = (VA) - Pha C : Sc = 26 (VA) Phụ tải pha A pha C lớn : 26 (VA) +)Điện áp : UđmBI ≥ Uđm mang =10,5 (KV) +)Dòng điện :I®mBI ≥ Ilvcb = 6,79 (KA) +)Cấp xác : 0,5 Ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát 10,5 KV loại : TШΛ-20-1 có thông số sau : Loại BI TШΛ-20-1 Dòng điện định mức (A) Uđm (KV) 20 Sơ cấp Thứ cấp 8000 Cấp xác hay kí hiệu cuộn thứ cấp Phụ tải định mức ứng với cấp xác (Ω) 0,5 0,5 1,2 Cấp xác 0,5 : Z2đm =1,2 (Ω) Chọn dây dẫn từ BI đến phụ tải : Lấy l = ltt = 50 m ( BI theo sơ đồ hình hoàn toàn ) Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A hay pha C : Z∑dc = S I dm = 26 =1,04 (Ω) 52 Để đảm bảo độ xác yêu cầu : Z2 = Z∑dc + Zdd ≤ Z2đm ⇒ Z2đm - Z∑dc ≥ Zdd = ρ.l tt S Thiết kế nhà máy điện Tiết diện dây dẫn : S≥ -69- ρ.l tt 0,0175.50 = = 5,47 mm2 Z 2dm − Z ∑ dc 1,2 − 1,04 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn rừ BI tới dụng cụ đo Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định nhiệt có dòng điện sơ cấp lớn 1000 (A) Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định động định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát Chọn máy biến dòng điện cho cấp điện áp 110 KV 220 KV Chọn theo điều kiện : +)Điện áp : UđmBI ≥ Uđm mang +)Dòng điện :IđmBI ≥ Ilvcb Với cấp điện áp 110 KV có: Icb = 0,434 (KA) Với cấp điện áp 220 KV có : Icb = 0, 402 (KA) Ta chọn BI có thông số sau : Uđm KV Dòng điện định mức (A) Sơ cấp Thứ cấp 110 220 1500 1200 Loại BI TΦH-110M TΦH-220-3T Cấp xác hay kí hiệu cuộn thứ cấp 0,5 0,5 Phụ tải định mức với cấp xác (Ω) 0,5 Bội số ổn định động Ilđđ 0,8 50 75 - 108 Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn đinh ổn định nhiệt có dòng định mức sơ cấp lớn 1000 (A) Kiểm tra ổn định động : Kldd.IđmSC ≥ ixk • Loại BI: TΦH-110M có Kldd =75 ; IđmSC =1,5 KA Ta có : Kldd.IđmSC = 75.1,5 = 159,1 > ixk = 33,1878(KA) Thoả mãn điều kiện ổn định động • Loại BI TΦH-220-3T có Ilđđ =108 kA > ixk = 17,6251(kA) Thoả mãn điều kiện ổn định đông Hai loại máy biến dòng chọn cho cấp điện áp cho cấp điện áp trung cao áp thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt ổn định động kA Thiết kế nhà máy điện -70A A A W W VAR Wh VARh a b c 2.HOM-15 A B C V f F SƠ ĐỒ DỤNG CỤ ĐO VÀO BU VA BI I Chọn cáp kháng điện đường dây Chọn cáp cho phụ tải địa phương Phụ tải địa phương bao gồm đường dây kép MW × 1,5 Km Tiết diện cáp đựoc chọn theo điều kiện mật độ kinh tế dòng điện Jkt xác định theo biểu thức Skt = I bt mm2 J kt Ibt : dòng điện làm việc bình thường Jkt : mật độ dòng điện kinh tế Ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại : ∑ Pi ti = 365 (16,8.7 + 24.7 + 21,6.6 + 19,2.4) = 7482,5 > 5000 h Tmax =365 Pmax 24 Ta có Jkt= 1,2 A/ mm Dòng làm việc bình thường cáp kép : 4.103 Ibt = = 126,40 (A) 3.10,5.0,87 Tiết diện kinh tế : Thiết kế nhà máy điện Skt = -71- I bt 126,40 = = 105,34 mm2 , J kt Vậy ta chọn cáp có S = 150 mm2 ; Icp = 275 (A) Kiểm tra điều kiện phát nóng cáp Khi làm việc bình thường (phát nóng lâu dài) Cần thoả mãn điều kiện : I’cp ≥ Ibt I’cp = k1.k2.Icp k1 : hệ số điều chỉnh theo môi trường đặt cáp k2 : hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Với cấp 10 KV : khoảng cách hai cáp đặt song song 100 (mm) + Nhiệt độ phát nóng cho phép : ϑ cp = 60 0C + Nhiệt độ thực tế nơi đặt cáp : ϑ = 25 0C + Nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn : ϑ ođm =15 0C k1 = ϑcp − ϑo ϑcp − ϑodm = 60 − 25 = 0,88 60 − 15 k2 = 0,9 cáp kép Khi cáp làm việc tình trang cưỡng Theo quy trình thiết bị điện cáp có cách điện 0giấy tẩm dầu điện áp không 10 KV , điều kiện làm việc bình thường dòng điện qua chúng không vượt 80% dòng điện cho phép (đã hiệu chỉnh ) Khi cố cho phép tải 30 % thời gian không ngày đêm + Điều kiện kiểm tra : 1,3 k1.k2.Icp ≥ Icb Dòng làm việc cưỡng qua cáp cáp đứt sợi Icb = 2.Ibt = 2.126,40 = 252,81 A - Vậy ta có : 1,3 k1.k2.Icp =1,3 0,88 0,9 275 = 283,14 > Icb = 252,81 (A) Cáp cho thoả mãn đièu kiện phát nóng Chọn kháng điện a Cấp điện áp định mức kháng : Uđm K = Ulưới = 10 KV B, Xác định dòng cưỡng lớn qua kháng Dòng cưỡng chọn theo kháng có phụ tải lớn nhất: P 24 Icb = ⇒ Icb = = 1,52 (kA) 3.10,5.0,87 3.U dm cos ϕ Chọn kháng điện kép Loại kháng Uđm kV Iđm A XKđm Ω ∆P1pha kW Iđđ kA Inh kA Thiết kế nhà máy điện 10 2000 0,5 -72- 21,8 41,5 33 PbAC–10 – 2*2000-8 *)Xác định XK % Điện kháng đường dây dùng cho phụ tải địa phương chọn cho đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch nhỏ hay dòng cắt định mức máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp có tiết diện chọn Để thiết bị phân phhối đỡ cồng kềnh thường dùng kháng cho số đường dây Trong điều kiện làm việc bình thường dòng qua kháng dòng qua phụ tải , tổn thất điện áp không lớn Vì mà điện kháng phải chọn không 8% với kháng đơn không 16% với kháng kép *)Sơ đồ thay Chọn Scb = 100 MVA ngắn mạch N4 có IN4 = 81,94 kA Icba = Scb 100 = = 5,5 kA 3.U cb 3.10,5 Điện kháng hệ thống tính dến điểm ngắn mạch N4 : I cba 5,5 = XHT = = 0,067 I N 81,94 Điện kháng cáp : S cb 100 = 0,109 XC1 = x o l = 0, 08.1,5 10,52 U XHT N4 cb Dòng ổn định cáp S1 : S1.C 150.90 = = 16135,58 A = 16,135kA InhS1 = t1 0, Dòng điện ổn định cáp S2 : S C 70.90 = InhS2 = = 9961,17A = 9,96 kA t2 0, Điện kháng tổng tính đến điểm N6 : I cba 5,5 = X∑ = = 0,552 I nh 9,96 - Ta cã : X∑ = XHT + XK + XC1 - Điện kháng kháng điện : XK = X∑ – XHT - XC1 = 0,552 – 0,067 – 0,109 = 0,376 I dmK ⇒ XK% = Xk .100 = 0,376 100 = 13,67 % 5,5 I cba XK XC1 XC2 N5 N6 Thiết kế nhà máy điện -73- Ta chọn loại kháng : PbA-10-2000-8 : UđmK =10 (KV) : IđmK = 2000 (A) : XK% = 16 % Dòng điện ổn định động 41,5 (KA) Tổn thất định mức pha : 12,6 (KW) Tính toán kiểm tra kháng chọn : Tính toán kiểm tr lại kháng chọn điẻm ngắn mạch N5 : I cba = 0,16 5,5 = 0,44 XK = XK% I dmK Dòng điện ngắn mạch N5 I cba 5,5 = = 10,85 (KA) I’’N5 = X HT + X K 0, 067 + 0, 44 ICđm = 20 (KA) ; Thoả mãn điều kiện InhS1 = 16,135 (KA) I’’N5 ≤ (ICđm ; Inh S1 ) Kiểm tra lại kháng chọn điểm N6 : I cba = 0,16 5,5 = 0,44 XK = XK% I dmK Dòng điện ngắn mạch điểm N6: I’’N6 = X HT ICđm = 20 (KA) Thoả mãn điều kiện I cba 5,5 = = 8,93 (KA) + X K + X C1 0, 067 + 0, 44 + 0,109 ; InhS2 = 9,96 (KA) I’’N6 ≤ (ICđm ; Inh S2 ) ổn định động kháng điện: Dòng điện ổn định động 41,5 KA Kiểm tra ổn định động : ixk = kxk IN6 = 1,8 9,96 = 25,354 (KA) < 41,5 (KA) ⇒ Thoả mãn Chọn chống sét van Chống sét van thiết bị ghép song song với thiết bị điện đẻ bảo vệ chóng điện áp khí Khi xuất điện áp , phóng điện trước làm giảm trị số điện áp đặt cách điện thiết bị hết điện áp tự động dập hồ quang xoay chiều , phục hồi trạng thái làm việc bình thường a Chọn chống sét van cho ghóp Thiết kế nhà máy điện -74- Trên ghóp 220 KV 110 KV đặt chống sét van với nhiệm vụ quan trọng chống điện áp truyền từ đường dây vào trạm Các chống sát van chonh theo điện áp định mức trạm Trên ghóp 110 KV ta chọn chống sét van loại PBC-110 cóUđm =110 KV đặt ba pha b Chọn chống sét van cho máy biến áp • Chống sét van cho máy biến áp tự ngẫu Các máy biến áp tự ngẫu có liên hệ điện cao trung nên sóng điện áp truyền từ cao áp sang trung áp ngược lai Vì đầu cao áp trung áp máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt chống sét van Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC -220 có Uđm = 220 KV đặt ba pha Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-110 có Uđm =110 KV , đặt ba pha • Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây Mặc dù ghóp 220 KV có đặt chống sét van có đường sắt có biên độ lớn truyền vào trạm , chống sát van có phóng điện Điện áp dư lại truyền tới cuộn dây máy biến áp lớn phá hỏng cách điện cuộn dây , đặc biệt phần cách điện ơt gần trung tính trung tính cách điện Vì trung tính máy biến áp hai cuộn dây cần bổ trí chống sét van Tuy nhiên điện cảm cuộn dây máy biến áp biên độ đường sét tới điểm trung tính giảm phần , chống sét van đặt trung tính chọn có điện áp định mức giảm cấp Ta chọn chống sét van loại PBC-110 có Uđm =110 KV CHƯƠNG VI SƠ ĐỒ TỰ DÙNG VẠ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG I Sơ đồ nối điện 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 tuwnf hoàn , quạt gió , thắp sáng , điều khiển , tín hiệu liên lạc … Thiết kế nhà máy điện -75- 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 tua bin 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 dùng hai cấp điện áp tự dùng KV 0,4 KV II Chọn máy biến áp tự dùng Chọn máy biến áp tự dùng cấp I Các máy có nhiệm vụ nhận điện từ 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp KV lại cung cấp cho phụ tải điện cấp điện áp 380/220KV Công suất máy biến áp công tác bậc xác định sau: SBđm ≥ K ∑ P1 η cos1 ϕ +∑S2.K2 - Trong : + ∑P1 : Tổng công suất tính toán máy công tác tới động KV nối vào phân đoạn xét (KW) + ∑S2 : Tổng công suất định mức máy biến áp bậc hai nối vào phân đoạn xét + K1 : hệ số đồng thời có tính đến không đầy tải máy công tác động KV + η1 vµ cosϕ1 : hiệu suất hệ số công suất động KV Tỷ số : K1 thường lấy 0,9 η1 cos ϕ1 Hệ số đồng thời K2 lấy gần 0,9 Nên ta có : SBđm ≥ (∑P1 + ∑S2).0,9 Trong phạm vi thiết kế ta chọn công suất máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy : Stdmax = 29,65MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng cấp I : SđmB ≥ Stdmax n 29,65= 5,93 MVA Tra bảng chọn loại máy biến áp TMHC-6300/10,5 có thông số sau : ⇒ SđmB ≥ Loại SđmB (KVA) TMHC 6300 Điện áp (KV) Cuộn cao Cuộn hạ 10,5 6,3 Tổn thất (KW) ∆ Po 8,0 ∆ PN 46,5 8,0 0,9 Thiết kế nhà máy điện -76- Máy biến áp dự trữ : chọn phù hợp với mực đích chúng : máy biến áp dự trữ phục vụ thay máy biến áp công tác sửa chữa Công suất máy biến áp dự trữ : 1 Sđmdt ≥ 1,5 .Stdmax = 1,5 .29,65= 8,895 MVA n ⇒ Chọn máy biến áp : TДHC-10000/10,5 : Chọn máy biến áp tự dùng cấp II Các máy biến áp tự dùng cấp hai để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V chiều sáng Công suất loại phụ tải thường nhỏ nên công suất máy biến áp thường đựơc chọn loại máy có công suất từ 630-1000 KVA Loại lớn thường giá thành lớn dòng ngắn mạch phía 380 (V) lớn Công suất máy biến áp tự dùng cấp hai lựa chọn sau : SđmB ≥ ( 10 ÷ 20 )% Stdmax = ( 10 ÷ 20 )%.SđmB1 n SđmB ≥ 10% SđmB1 = 0,1.5,93 = 0,593 MVA ⇒ 593 KVA Vậy ta chọn loại máy TC3-630/10 có thông số sau : Loại MBA TC3 -630/10 SđmB (KVA) 630 Điện áp (KV) cuén cao cuén h¹ 6,3 0,4 Tổn thất (KW) ∆ Po ∆ PN 7,3 5,5 1,5 Chọn máy cắt Máy cắt phía cao áp MBA tự dùng Chọn máy cắt tương tự với máy cắt cấp điện áp 10 KV lựa chọn chương Chọn loại máy cắt 8BK41-12 Cấp Đại lượng tính toán Đại lượng định mức điện áp Loại máy Icb IN Ixk Uđm Iđm Icắtt m (KA) (KA) (KA) (KV) (KA) (KA) Ildđ (KA) 10 225 4,55 36,04 91,74 8BK41 12 12,5 80 Máy cắt hạ áp tự dùng Để chọn mát cắt điện trường hợp ta tính dòng ngắn mạch ghóp phân đoạn ( KV) điểm N7 để chọn máy cắt : Scb =100 MVA ; Ucb = 10,5 kV Điện kháng hệ thống : Thiết kế nhà máy điện -77- EHT Scb 100 = XHT = = 0,153 3.U cb I N 3.10,5.36,04 Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp I : XB! = U N % Scb 100 = = 1,27 100 SdmB1 100 6,3 XHT Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch : X∑ = 0,153+ 1,27 =1,423 Dòng điện ngắn mạch N7: I cba 100 = I’’N7 = = 6,44 (KA) X∑ 3.6,3.1, 423 Dòng điện xung kích N7 : ixk = kxk I’’N7 = 1,8 6,44 = 16,394 (KA) Dòng điện làm việc cưỡng : Icb = N4 XB1 SdmB 6,3 = = 0,577 kA 3.U cb 3.6,3 N7 Căn vào điều kiện chọn máy biến áp giá trị dòng ngắn mạch , dòng xung kích , dòng cưỡng vừa tính ta chọn máy cắt đặt nhà loại máy cắt dầu có thông số sau: Loại MC BM∏-10-1000-20 Uđm (KV) 10 Iđm (A) 1000 Icđm (KA) 20 iIdd (KA) 64 inh/tnh (kA/s) 20/8 Thiết kế nhà máy điện -78- Sơ đồ nối điện tự dùng : B1 B2 B3 B4 B5 0,4 kV Thiết kế nhà máy điện -79- [...].. .Thiết kế nhà máy điện II 1 -11- Chọn phương án Phương án I Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV va một máy phát hai cuộn dây nối lên thanh góp 220kV Hai bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa... tăng, tổn thất công suất lớn - Khi sự cố bộ bên trung thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn so với công suất của nó Thiết kế nhà máy điện 4 -14- Phương án IV Nhận xét Nhà máy dùng năm bộ máy phát – máy biến áp nối vào thanh góp 110kV và dùng hai máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp và cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát Ưu điểm: - Đảm bảo cung cấp điện liên tục... máy biến áp Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng Trong hệ thống điện tổng công suất các máy biến áp rất lớn và bằng khoảng 4 ÷ 5 lần tổng công suất của các máy phát điện Do đó vốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều Yêu cầu đặt ra là phải chọn số lượng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Điều đó có thể đạt được bằng cách thiết kế hệ thống một... phương án đã được đưa ra ở trên ta có nhận xét rằng 2 phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với các phương án còn lại Hơn nab, no vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục; an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện Thiết kế nhà máy điện - 15- III Chọn máy. .. bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây Ưu điểm: - Bố trí nguồn và tải cân đối - Công suất truyền tải từ cao sang trung qua máy biến áp tự ngẫu nhỏ nên tổn thất công suất nhỏ - Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục - Vận hành đơn giản Thiết kế nhà máy điện -13- Nhược điểm: - Có một bộ máy phát điện - máy biến áp bên cao nên đắt tiền hơn 3 Phương án III Nhận xét: Nhà máy dùng năm bộ máy phát- ... 17, 150 9 = 28,0829 (MVA) Khi đó công suất phát lên hệ thống là 153 ,3199 MVA , vì thế lượng công suất thiếu là Sthiếu = S HT − S C − S BT = 153 ,3199 – 28,0829 – 72,82 = 52 ,417 (MVA) Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (95MVA) nên máy biến áp được chọn thoả mãn 2 Phương án II - Bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây bên trung : SdmB ≥ SdmF = 78,75MVA - Bộ máy phát điện – máy biến... hợp lý , dùng máy biến áp tự ngẫu và tận khả năng quá tải của máy biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp Trong hệ thống điện người ta thường dùng các máy biến áp tăng áp và giảm áp 2 cuộn dây và 3 cuộn dây Các máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện , Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính nối đất trực tiếp thường dùng máy biến áp tự ngẫu Loại... cuộn trung của máy biến áp tự ngẫu : SđmTN ≥ Thiết kế nhà máy điện ST = -18- 1 1 (STmax – SBT) = (162,7907 –72,82) = 45 (MVA) 2 2 + Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu : 1 1 1 1 S H = S dmF − S td − S df = 78, 75 − 29, 65 − 27 ,58 62 = 59 ,0269(MVA) 5 2 5 2 + Công suất qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu : S C = S H − S T = 59 ,0269 – 45 = 14,0269 ( MVA) Khi đó công suất phát lên hệ thống là 153 ,3199... thừa hoặc thiếu cho phía 110kV Ưu điểm: Thiết kế nhà máy điện -12- - Số lượng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành hạ hơn giá máy biến áp 220kV - Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liên tục Nhược điểm: - Tổn thất công suất lớn khi STmin 2 Phương án II Nhận xét: Phương án 2 khác với phương án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối... 23.3287 19.1908 33.4406 40. 25 26.6993 - 15. 8433 - 15. 8433 -3 .634 8 .57 54 -11.77 35 7.4 854 3.34 75 29.8066 48.8 254 14.9 258 Dấu âm chỉ công suất được truyền từ cuộn trung sang cuộn cao của máy biến áp c, Kiểm tra quá tải Thiết kế nhà máy điện -17- * Khi làm việc bình thường : Công suất định mức của các máy biến áp chọn lớn hơn công suất cực đatị nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải khi làm việc bình thường ... có cho đồ thị phụ tải hàng ngày toàn nhà máy Dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp mà xây dựng đồ thị phụ tải tổng toàn nhà máy , phần phụ tải hộ tiêu thụ cấp điện áp , phụ tải phát hệ thống có phụ. .. toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy theo thời gian hàng ngày I Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy công suất máy 63 MW Thiết kế nhà máy điện -4- Chọn máy phát điện tua bin đồng... với máy biến áp Công suất máy phát điện – máy biến áp không lớn dự trữ quay hệ thống Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ máy phát máy biến áp với công suất không qua 15 % công suất máy phát