Đồ án nhà máy Thủy Điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi tổ máy 40 MW

Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN LI NểI U Ngnh in núi riờng v ngnh nng lng núi chung úng gúp mt vai trũ ht sc quan trng quỏ trỡnh cụng nghip húa v hin i húa t nc Nh mỏy in l mt phn t vụ cựng quan trng h thng in Cựng vi s phỏt trin ca h thng in, cng nh s phỏt trin h thng nng lng quc gia lad s phỏt trin ca cỏc nh mỏy in Vic gii quyt ỳng n kinh t k thut thit k nh mỏy in s mang li li ớch khụng nh i vi nn kinh t quc dõn núi chung cng nh h thng in núi riờng L mt sinh viờn theo hc ngnh h thng in thỡ vic lm ỏn thit k phn in nh mỏy in giỳp em bit cỏch thit k ỳng k thut, ti u v kinh t bi toỏn thit k phn in nh mỏy in c th, hng dn sinh viờn bit cỏch a phng ỏn ni in ỳng k thut, bit phõn tớch, bit so sỏnh chn phng ỏn ti u v bit la chn khớ c in phự hp Vi ỏn thit k phn in nh mỏy in ó phn no giỳp em lm quen dn vi vic thit k ti tt nghip sau ny Trong thi gian lm bi, vi s c gng ca bn thõn, ng thi vi s giỳp ca cỏc thy c giỏo b mụn h thng in v c bit vi s giỳp tn tỡnh ca thy giỏo PGS-TS Phm Vn Hũa, em ó hon thnh tt ỏn mụn hc ca mỡnh Song thi gian v kin thc cũn hn ch nờn bi lm khụng trỏnh nhng thiu sút Do vy kớnh mong nhn c s gúp ý, ch bo ca cỏc thy cụ giỏo em cú c nhng kinh nghim chun b cho cụng vic sau ny Em xin chõn thnh cỏm n thy Phm Vn Hũa cựng ton th cỏc thy cụ giỏo b mụn H Ni, ngy thỏng nm 2010 Sinh viờn thc hin Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN ng Th Hng CHNG I : TNH TON CN BNG CễNG SUT, SUT PHNG N NI DY 1.1 CHN MY PHT IN Khi thit k phn in nh mỏy in ngi ta ó nh trc s lng v cụng sut mỏy phỏt (MF), vy ta ch cn chn loi MF tng ng theo ti cho trc õy ta cn chn MF thy in cho nh mỏy Thy in gm t mỏy cụng sut mi t mỏy l 40 MW Mỏy phỏt c chn t ph lc, cỏc thụng s ghi theo bng 1.1 sau: Loi MF BC Sm, P, MVA MW 50 40 Um nm kV v/ph 10,5 300 cos Xd Xd X2 0,8 0,16 0,25 1,0 525/150-20 1.2 TNH TON CN BNG CễNG SUT th ph ti ca ton nh mỏy th ph ti ca ton nh mỏy c xỏc nh theo cụng thc sau: Stnm = P%(t) 100.cos F PdmF = P%(t) 100 SdmF Theo bng bin thiờn cụng sut ta cú: Gi ữ 10h 10 ữ 14h 14 ữ 20h 20 ữ 24h P% 80 90 100 90 Thay s vo cụng thc trờn ta c ữ 10h cụng sut ca ton nh mỏy l: Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực Stnm = n P%(t) 100.cos F N MễN HC NH MY IN PdmF = n P%(t) 100 SdmF = 5.0,8.50 = 200 (MVA) Tng t thay s vo cụng thc trờn ta c kt quae cho bng sau: Gi 0ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ12 12ữ14 CSTNM 80 80 80 90 90 St(MVA) 200 200 200 225 225 Gi 14ữ16 16ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 CSTNM 100 100 100 90 90 St(MVA) 250 250 250 225 225 T kt qu tớnh toỏn bng s liu trờn ta cú th ph ti ton nh mỏy nh sau: th ph ti t dựng Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN Cụng sut t dựng phn trm nh mỏy T thp hn nhiu so vi nh mỏy N, ch chim t 0,8% n 1,5% cụng sut nh mc mỏy phỏt Phn t dựng nh mỏy thy in gm phn t dựng chung (s dng chung cho ton nh mỏy, khụng ph thuc vo cụng sut phỏt ca nh mỏy) v phn t dựng riờng cho tng t mỏy phỏt, ú cụng sut t dựng chung l chin a phn cụng sut t dựng ca ton nh mỏy Do vy cụng sut t dựng cho nh mỏy thy in coi nh khụng i theo thi gian v c xỏc nh theo cụng thc sau: %.n.PdmF Std = = const 100.cos td Trong ú: Std ph ti t dựng % - lng in phn trm t dựng n s t mỏy phỏt Costd h s cụng sut ph ti t dựng PdmF cụng sut tỏc dng ca mt t mỏy phỏt Thay s ta cú: Std = %.n.PdmF 1,2.5.40 = = 2,892(MVA) 100.cos td 100.0,83 th ph ti cỏc cp in ỏp Cụnh sut ph ti cỏc cp ti tng thi im c xỏc nh theo cụng thc sau: S(t) = Pmax P%( t ) cos F 100 Trong ú : S(t) Cụng sut ph ti ti thi im t Pmax l cụng sut ln nht ca ph ti Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN Cos h s cụng sut P%(t) phn trm cụng sut ti thi im t Ta cú bng cụng sut phỏt ca ton nh mỏy nh sau: Gi CS P SC UT CS UC STN M 0ữ 4ữ 6ữ 8ữ1 10ữ1 12ữ1 14ữ1 16ữ1 18ữ2 20ữ2 22ữ2 8 80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80 90 90 80 80 90 90 90 90 100 90 80 80 80 80 80 90 90 100 100 100 90 90 T bng s liu cụng sut phỏt ca ton nh mỏy thay s vo cụng thc trờn ta c: a) i vi ph ti a phng: Pmax S(0ữ4) = P%(0ữ4) = 0,8 = 4,706 ( MVA ) cos F 100 0,85 Tng t vi cỏc khong thi gian khỏc nh ó cho ta c kt qu cho bng sau: Gi 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ12 12ữ14 CSP 80 80 70 70 80 St(MVA) 4,706 4,706 4,418 4,418 4,706 Gi 14ữ16 16ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 CSP 90 100 90 90 80 St(MVA) 5,294 5,882 5,294 5,294 4,706 Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN T kt qu tớnh toỏn bng s liu trờn ta cú th ph ti a phng nh sau: b) Ph ti cp in ỏp mỏy trung 110kV Ta cú PMAX = 70 MW, cos = 0,89 , gm n x 35 MW Pmax P% (t ) v bng s liu cụng sut phỏt T cụng thc: S(t) = cos F 100 ca ton nh mỏy ta cú kt qu sau: Gi 0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ12 12ữ14 CS UT 90 90 80 80 90 90 St(MVA) 70,787 70,787 62,921 62,921 70,787 70,787 Gi 14ữ16 16ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 CS UT 100 90 90 80 80 70,787 70,787 62,921 62,921 St(MVA) 78,652 Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN T bng s liu tớnh toỏn trờn ta cú th ph ti cp in ỏp mỏy trung nh sau: c) th ph ti cp in ỏp cao 220kV Cú PMAX = 60 MW, cos = 0,88 Pmax P% (t ) v bng s liu cụng sut phỏt T cụng thc: S(t) = cos F 100 ca ton nh mỏy ta cú kt qu sau: Gi 0ữ4 4ữ6 6ữ8 8ữ10 10ữ12 12ữ14 CS UC 90 90 80 80 90 90 St(MVA) 61,364 61,364 54,545 54,545 61,364 61,364 Gi 14ữ16 16ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 CS UC 90 90 100 90 80 St(MVA) 61,364 61,364 68,182 61,364 54,545 Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN T bng s liu tớnh toỏn trờn ta cú th ph ti cp in ỏp mỏy trung nh sau: 4. th cụng sut phỏt v h thng Theo nguyờn tc cõn bng cụng sut ti mi thi im ( cụng sut phỏt bng cụng sut thu), khụng xột n tn tht cụng sut mỏy bin ỏp ta cú: STNM (t) = SVHT (t) + SDP (t) + SUT (t) + SUC (t) + STD (t) hay SVHT (t) = STNM (t) - [ SDP (t) + SUT (t) + SUC (t) + STD (t)] Trong ú: STNM (t) : Cụng sut phỏt ca ton nh mỏy ti thi im t SVHT (t) : Cụng sut t phỏt v h thng ti thi im t SDP (t) : Cụng sut ph ti a phng ti thi im t SUT (t) : Cụng sut ph ti cp in ỏp trung ti thi im t Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN SUC (t) : Cụng sut ph ti cp in ỏp cao ti thi im t STD (t) : Cụng sut t dựng ca nh mỏy phớa gúp cao (TGPP cao ỏp) ng cp in cho ph ti in ỏp phớa cao v phỏt cụng sut tha v h thng; Vy cụng sut tng ti õy gi li ph ti gúp cao ỏp STGC(t) v s c tớnh nh sau: STGC (t) = SVHT (t) + SUC (t) T cụng thc v cỏc bng s liu tớnh toỏn ta cú bng kt qu sau: Gi STNM (t) SDP (t) SUT (t) SUC (t) STD (t) SVHT (t) STGC (t) 0ữ4 200 4,706 70,787 61,364 2,892 60.251 121.615 4ữ6 200 4,706 70,787 61,364 2,892 60.251 121.615 6ữ8 200 4,418 62,921 54,545 2,892 75.224 129.769 8ữ10 200 4,418 62,921 54,545 2,892 75.224 129.769 10ữ12 225 4,706 70,787 61,364 2,892 85.251 146.615 12ữ14 225 4,706 70,787 61,364 2,892 85.251 146.615 14ữ16 250 5,294 78,652 61,364 2,892 101.798 163.162 16ữ18 250 5,882 70,787 61,364 2,892 109.075 170.439 18ữ20 250 5,294 70,787 68,182 2,892 102.845 171.027 20ữ22 225 5,294 62,921 61,364 2,892 92.529 153.893 22ữ24 225 4,706 62,921 54,545 2,892 99.936 154.481 Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Trờng đại học điện lực N MễN HC NH MY IN T bng kt qu tớnh toỏn trờn ta cú th ph ti ca nh mỏy nh sau: Nhn xột: Nh mỏy in ch yu cung cp in cho ph ti trung ỏp, cao ỏp mỏy phỏt v phỏt lờn h thng, cụng sut cung cp cho t dựng v ph ti a phng l nh so vi cụng sut phỏt ca ton nh mỏy H s cụng sut ca cỏc ph ti u tha cỏc iu kin kinh t k thut: cos 0,8 Sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 10 Mch mỏy phỏt 10.5 kV a/ Chn mỏy bin in ỏp Khớ c phớa th cp dựng cụng t nờn ta dựng hai mỏy bin ỏp 1pha loi HOM-10 Cú thụng s : Um.CS = 10.5 kV Cp chớnh xỏc 0.5 ng vi Sm = 75 (VA) Tng cụng sut ph ti ni vo bin in ỏp phi nh hn hay bng cụng sut nh mc ca bin ip ỏp vi cp chớnh xỏc ó chn : S2 SmBU Ph ti ca bin in ỏp c phõn b ng u theo cỏch b trớ ng h phớa th cp cú cụng sut ca ng h o lng cho bng sau: TT Phn t Ph ti BU: AB Loi Ph ti BU: BC P(W) Q(vAR) P(W) Q(vAR) Vụn k B-2 7.2 - - - Oỏt k 341 1.8 - 1.8 - Oỏt k PK 342/1 1.8 - 1.8 - Oỏt k t ghi -33 8.3 - 8.3 - Tn s k -340 - - 6.5 - Cụng t H-670 0.66 1.62 0.66 1.62 Cụng t PK WT-672 0.66 1.62 0.66 1.62 Tng 20.42 3.24 19.72 3.24 Ta cú s ni dng c o vo bin in ỏp v bin dũng in mch mỏy phỏt nh sau: 87 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Ta cú cụng sut ph ti : S2AB = 20.422 +3.242 = 20.7 S 2BC = 19.722 +3.242 = 19.9 cos= 19.72 = 0.99 19.9 Vy ta chn hai mỏy bin in ỏp pha loi HOM-10 cú cụng sut nh mc mi mỏy ng vi cp chớnh xỏc 0.5 l Sm = 75 (VA) Chn dõy dn t BU n cỏc ng h o: ta chn theo hai iu kin sau: - Tn tht in ỏp trờn dõy dn khụng vt quỏ 0.5 % (0.5V) in ỏp cú cụng t v 3% khụng cú cụng t - m bo bn v c thỡ tit din dõy dn khụng c nh hn tri s sau: Khi ni vi dng c o iờn nng : FCu 2.5mm2 ;FAl 4mm2 88 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Khi khụng ni vi dng c o iờn nng : FCu 1.5mm2 ;FAl 2.5mm2 Trc ht ta cn xỏc nh dũng dõy dn a, b, c theo cụng thc sau: Ia = Sab 20.7 = = 0.207 ( A ) U ab 100 Ic = Sbc 19.9 = = 0.199 ( A ) U bc 100 n giỏn ta coi : Ia = Ic = 0.2 A v cosab = cosbc = ta cú: I b = 3ìIa = 3ì0.2 = 0.34 ( A ) in ỏp giỏng trờn dõy a, b l : U = (Ia +I b )ìr = (Ia +Ib )ì ìl F Vi : : l in tr sut ca vt liu dõy dn F : l tit din dõy dn n gin ta b qua gúc lch pha gia I a v Ib , mt khỏc ta ly khong cỏch t BU n cỏc ng h o in l 60 m Vỡ theo iu kin thỡ U 5% nờn ta cú : ìl 5% F ìl 0.0175ì60 F (Ia +I b )ì = (0.34+0.2)ì = 1.134 mm F 0.5 U = (Ia +I b )ìr = (Ia +I b )ì ( ) Nh vy ta chn dõy ng cú = 0.0175 .mm2/m Ta chn dõy ng cú F = 1.5mm2 l tha b/ Chn mỏy bin dũng in Bin dũng in c t trờn c bap mc hỡnh Ta chn bin dũng in kiu dn loi T-20-1 cú : Um.BI = 20 kV 89 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Dũng in nh mc ISdm/ITdm = 8000/5 (A) Cp chớnh xỏc 0.5 ng vi ph ti 1.2 () Cụng sut tiờu th ca cỏc cun dõy , cỏc ng h o lng cho bng sau: TT Phn t Ph ti (VA) Loi Pha A Pha B Pha C 1 1 Ampe Oỏt k TD -341 5 Oỏt k PK -342/1 5 Oỏt k t ghi -33 10 10 Cụng t TD H-670 2.5 2.5 Cụng t PK HT-672 2.5 2.5 Tng 26 26 Tng ph ti cỏc pha : SA = SC = 26 (VA) ; SB = (VA) Ph ti ln nht SMax = SA = SC = 26 (VA); Tng tr cỏc ph ti o lng mc vo pha A (hay C) l: ZDC = S ITdm = 26 = 1.04 ( 52 ) Mt khỏc ta chn dõy dn ng v gi s chiu di t bin dũng in n dng c o l l = 60 (m) Vỡ l s ni hon ton nờn ta cú: L = 60 m v = 0.0175 .mm2/m T ú suy tit din dõy dn c chn theo cụng thc sau: F ( ìl 0.0175ì60 Cu = = 6.563 mm Zdm -ZDC 1.2 - 1.04 ) 90 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Ta chn dõy ng cú F = 10 mm2 m bo bn cho dõy dn 5.5 CHN CHNG SẫT VAN (CSV) Chn s b : UmCSV = Um - Mi gúp ngoi tri ta t mt chng sột van + Thanh gúp 220 kV : t PBC-220 + Thanh gúp 110 kV : t PBC-110 - MBA t ngu t chng sột van cho phớa cao v trung ỏp + Phớa cao : PBC-220 + Phớa trung: PBC-110 - MBA hai cun dõy t mt chng sột van ti trung tớnh MBA v nh hn mt cp so vúi Um.C ( khong cỏch t MBA n CSV gúp nh nờn khụng t CSV phớa cao) + Bờn 110 kV : t PBC-35 + Bờn 220 kV : t PBC-110 CHNG VI : TNH TON T DNG CHN S NI IN V CC THIT B T DNG 6.1 S NI IN T DNG in t dựng phn in nng tng i nh nh mỏy in nhng li gi vai trũ quan trng, nú nh hng trc tip ti s lm vic bỡnh thng ca nh mỏy Vỡ vy s ni in t dựng ca nh mỏy phi cú tin cy cung cp in cao 91 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 õy l nh mỏy thy in cú cụng sut nh nờn in t dựng ch s dng mt cp in ỏp 0.4 kV Dựng mỏy bin ỏp B1 , B2 , B3 , B4 , B5 c ly in t u cc mỏy phỏt in F1, F2 , F3 , F4 , F5 cung cp in cho mỏy phỏt in tng ng v d phũng Ta cú s nh sau: 92 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 6.2 Chn mỏy bin ỏp t dựng a/ chn mỏy bin ỏp t dựng SdmB SdmFì % 1.2 = 50ì = 0.6 (MVA) 100 100 Nh vy ta chn mỏy bin ỏp cú thụng s cho bng sau: Loi Sm.B in ỏp (kV) MBA (kVA) UC TM 1000 10 P0 PN UH (kW) (kW) 0.4 2.1 12.2 UN% I% 5.5 1.4 b/ Kim tra iu kin quỏ ti hng mt MBA iu kin quỏ ti : % 1.2 = 50ì = 0.6 (MVA) 100 100 1.2 4ì1.4ì1 5ì50ì = (MVA) 100 4ìK qtsc ìSdmB 5ìSdmF ì Vy mỏy bin ỏp ó chn l tha 6.3 Chn khớ c in t dựng a/ Chn mỏy ct trc mỏy bin ỏp t dựng Mỏy ct v dao cỏch ly trc mỏy bin ỏp t dựng c chon da vo dũng ngn mch N4 Do dõy l nh mỏy thy in cụng sut nh nờn ta khụng cn dựng mỏy cỏch m chi dựng dao cỏch ly Dũng ngn mch hng mt mỏy bin ỏp d phũng : Ta chn cỏch ly cú thụng s cho bng sau: Loi DCL Um (kV) Im (kA) Ic.m (kA) Il (kA) PBK-20/5000 20 - 200 93 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Ta khụng cn kim tra n nh nhit cho dao cỏch ly vỡ cú dũng nh mc ln hn 1000A b/ Chn aptomat cho mch t dựng h ỏp iu kin chn ỏptomat: Um Um.mng = 0.4 (kV) Im Icb Ic.m IN % - Xỏc nh dũng ngn mch sau mỏy bin ỏp t dựng + Tớnh in khỏng mỏy bin ỏp lm vic cp mt: S thay th : Ta cú: X B1 = X HT = U N % ì Scb 5.5 ì 100 = = 5.5 100 ì SdmB 100 Scb = 3ìU cb ìI"N4 100 = 0.086 3ì10.5ì63.940 - in khỏng tớnh toỏn : X tt = = (X HT +X B )ì ( SNM +SHT ) Scb ( 5.5+0.86 ) ì ( 250+3000 ) 100 = 181.545 - Dũng ngn mch siờu quỏ ti im N8: I"N8 = 1ì(3000+250) = 25.839 (A) 181.545ì 3ì0.4 - Dũng in xung kớch ti N8 : 94 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 I xk.N8 = 2ìK xk ìI"N8 = 2ì1.8ì25.839 = 65.775 ( kA ) - Ta coi dũng lm vic cng bc bng dũng lm vic mch d phũng : Icb = Sdm.B 1000 = = 1443.376 ( A ) 3ìU dm 3ì0.4 Nh vy ta chn ỏptomat cú thụng s cho bng sau: Loi Um (V) Im (A) IN (kA) M32 690 3200 75 Ta khụng cn kim tra n nh nhit cho aptomat vỡ aptomat cú dũng nh mc ln hn 1000A CHNG VII : CC BN V Bn v ph ti tng hp ton nh mỏy Bn v cỏc phng ỏn v bng tng kt tớnh toỏn kinh t k thut S ni in chớnh 95 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 Ti liu tham kho 1) PGS-TS Phm Vn Hũa, Th.s Phm Ngc Hựng Thit k phn in nh mỏy in v trm bin ỏp Nh xut bn Khoa hc v K thut , H Ni, 2007 2) TS o Quang Thch, TS Phm Vn Hũa Phn in nh mỏy in v trm bin ỏp Nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni, 3) PGS-TS Phm Vn Hũa Ngn mch v t dõy h thng in Nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni , 2004 96 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 TH PH TI TNG HP CA TON NH MY BNG CN BNG CễNG SUT CA TON NH MY tg SNM STD SDP SUT SUC 0-4 200 2.892 4.706 70.787 61.364 4-6 200 2.892 4.704 70.787 61.364 6-8 200 2.892 4.418 62.921 54.54 8-10 200 2.892 4.418 62.921 54.54 10-12 225 2.892 4.706 70.787 61.364 12-14 225 2.892 4.706 70.787 61.364 14-16 250 2.892 5.294 78.652 61.364 16-18 250 2.892 5.882 70.787 61.364 18-20 250 2.892 5.294 70.787 68.182 20-22 225 2.892 5.294 62.921 61.364 22-24 225 2.892 4.706 62.921 54.545 97 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 98 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 BN V CC PHNG N V BNG TNH TON KINH T K THUT PHNG N 1: PHNG N : Vn u t :V Phớ tn hnh: P x109 ( ) x109 () Phng ỏn I 59,748 10,435 Phng ỏn II 62,513 10,878 Ch tiờu 99 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 100 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3 S NI IN CHNH V T DNG CA NH MY 101 sv :Đặng Thị Hằng Lớp Đ1H3