Thiết Kế Phần Điện Của Nhà Máy Nhiệt Điện Có Tổng Công Suất Là 500 MW Bao Gồm 5 Tổ Máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KT & CN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC  - - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Số: 03 Họ tên sinh viên: Trần Thanh Xuân Ngành: Điện kỹ thuật Khoá: 27 Nhiệm vụ: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 500 MW I CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Nhà máy điện: gồm tổ máy công suất 100MW Biến thiên phụ tải nhà máy: t (h) P (%) 0-8 80 8-12 90 12-14 85 14-20 100 20-24 85 Công suất tự dùng cực đại 6,2 % công suất định mức nhà máy với cosϕ = 0,85 Phụ tải địa phương: Uđm = 10 kV Pmax = 22 MW; cosϕ = 0,84 Gồm: đường dây cáp kép x MW x 3,5 km đường dây cáp đơn x MW x 3,0 km Biến thiên phụ tải: t (h) P (%) 0-7 65 7-12 100 12-15 80 15-20 85 20-24 60 Các trạm cuối đường dây phụ tải địa phương dùng cáp lõi đồng có tiết diện bé Smin = 70 mm2; máy cắt có dòng điện cắt định mức I đm = 40kA; thời gian cắt ngắn mạch tv = 0,4 Scc Phụ tải trung áp: Uđm = 110 kV Pmax = 200 MW; cosϕ = 0,86 Gồm : đường dây kép x 40 MW đường dây đơn x 30 MW Biến thiên phụ tải: t (h) P (%) 0-8 70 8-12 90 12-14 85 14-20 100 20-24 70 Phụ tải cao áp: Uđm = 220 kV Pmax = 180 MW; cosϕ = 0,89 Gồm : đường dây kép x 95 MW Biến thiên phụ tải: t (h) P (%) 0-8 70 8-12 100 12-14 85 14-18 92 18-24 75 Hệ thống điện: Uđm = 220 kV - Công suất tổng hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 3500 MVA - Dự trữ quay hệ thống : % - Điện kháng ngắn mạch tính đến hệ thống: 0,85 - Nhà máy thiết kế nối với hệ thống đường dây kép dài 135 km II NỘI DUNG TÍNH TOÁN Chọn máy phát điện; tính toán phụ tải cân công xuất Xác định phương án chọn máy biến áp Tính toán ngắn mạch Tính toán chọn phương án tối ưu Chọn khí cụ điện dây dẫn Chọn sơ đồ thiết bị tự dùng Các vẽ cần thiết Ngày nhận nhiệm vụ thiết kế : ………………… Ngày hoàn thành thiết kế : ………………… Trưởng khoa T.S Nguyễn Ngọc Mỹ Quy Nhơn, ngày … tháng … năm 2009 Cán hướng dẫn TS Đào Quang Thạch LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa nên ngành điện chiếm vai trò đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi tất ngành kinh tế quốc dân Ngày nay, quốc gia muốn phát triển điện phải trước bước, ngày nhiều nhà máy điện xây dựng Trong đồ án em giao Thiết Kế Phần Điện Của Nhà Máy Nhiệt Điện Có Tổng Công Suất Là 500 MW Bao Gồm Tổ Máy Nhà máy cấp điện cho phụ tải địa phương cấp điện áp 10 kV, phụ tải trung áp cấp 110 kV, phụ tải cao áp liên lạc với hệ thống cấp 220 kV Được hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy giáo hướng dẫn TS Đào Quang Thạch em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Đào Quang Thạch thầy cô khoa tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Tuy nhiên thiết kế phần điện nhà máy điện mảng đề tài rộng, đòi hỏi nhiều kiến thức chuyên sâu kinh nghiệm thực tế, với thời gian hạn hẹp vốn nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện có tổng công suất 500 MW bao gồm tổ máy, công suất tổ máy 100 MW Nhà máy cấp điện cho phụ tải tự dùng nhà máy, phụ tải cấp điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung 110kV, phụ tải điện áp cao 220kV phát công suất thừa lên hệ thống 220kV Các số liệu ban đầu phụ tải cho đây: Phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng cực đại 6,2% công suất định mức nhà máy; cosϕ = 0,85 Biến thiên phụ tải nhà máy: t(h) P(%) 0-8 80 8-12 90 12-14 85 14-20 100 20-24 85 Phụ tải địa phương: Uđm = 10 kV Pmax = 22 MW; cosϕ = 0,84 Gồm: đường dây cáp kép x MW x 3,5 km đường dây cáp đơn x MW x 3,0 km Biến thiên phụ tải: t(h) P(%) 0-7 65 7-12 100 12-15 80 15-20 85 20-24 60 Các trạm cuối đường dây phụ tải địa phương dùng cáp lõi đồng có tiết diện bé Smin = 70 mm2; máy cắt có dòng điện cắt định mức I đm = 40kA; thời gian cắt ngắn mạch tv = 0,4 Scc Phụ tải trung áp: Uđm = 110 kV Pmax = 200 MW; cosϕ = 0,86 Gồm: đường dây kép x 40 MW đường dây đơn x 30 MW Biến thiên phụ tải: t(h) P(%) 0-8 70 8-12 90 12-14 85 14-20 100 20-24 70 Phụ tải cao áp: Uđm = 220 kV Pmax = 180 MW; cosϕ = 0,89 Gồm: đường dây kép x 95 MW Biến thiên phụ tải: t(h) P(%) 0-8 70 8-12 100 12-14 85 14-18 92 18-24 75 Hệ thống điện: Uđm = 220 kV - Công suất tổng hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 3500 MVA - Dự trữ quay hệ thống: % - Điện kháng ngắn mạch tính đến hệ thống: 0,85 - Nhà máy thiết kế nối với hệ thống đường dây kép dài 135 km Chương CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện có tổng công suất 500MW gồm tổ máy, công suất tổ máy 100 MW Trong thiết kế, chọn máy phát ta cần lưu ý điểm sau: • Máy phát điện lớn vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản suất chi phí vận hành hàng năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện đòi hỏi công suất máy phát lớn không lớn dự trữ quay hệ thống • Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại • Chọn điện áp định mức máy phát lớn dòng điện định mức, dòng điện ngắn mạch cấp điện áp nhỏ dễ dàng chọn khí cụ điện Từ yêu cầu thiết kế điểm cần lưu ý trên, tra bảng phụ lục trang 100 giáo trình thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn máy có thông số sau: Loại máy phát TBφ-100-2 n v/ph 3000 Thông số định mức S P U cosϕ MVA MW KV 117,5 100 10,5 0,85 Điện kháng tương đối I KA 6,475 X’’d X’d Xd 0,183 0,263 1,79 Như ta chọn máy phát loại TBφ-100-2 cho toàn nhà máy 1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Đặc điểm điện không tích trữ việc đảm bảo cân công suất phát công suất tiêu thụ yêu cầu quan trọng thiết kế vận hành nhà máy điện Vì phụ tải điện thay đổi theo thời gian nên để giải toán cân công suất ta phải xác định biến thiên phụ tải theo thời gian tức thiết lập đồ thị phụ tải nhà máy Dựa vào đồ thị phụ tải ta thiết kế vận hành tối ưu hệ thống, phân bố tối ưu công suất tổ máy nhà máy, chọn thiết bị có thông số kỹ thuật phù hợp kinh tế Nhờ đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật hệ thống nhà máy Trong nhiệm vụ thiết kế cho bảng biến thiên phụ tải hàng ngày cấp điện áp hệ số công suất phụ tải tương ứng 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, phần công suất phát vào hệ thống có phụ tải tự dùng nhà máy Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dạng nhiên liệu, áp lực ban đầu, loại tuabin công suất chúng… Đồ thị phụ tải nhà máy phụ tải cấp điện áp cho dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax hệ số công suất Cos ϕ tb phụ tải tương ứng Từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến : P(t) = S(t)= Trong : S(t) P(t) P%( t ) Pmax (1.1) 100 P  t  Cosϕ tb (1.2) : Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) : Công suất tác dụng thời điểm t phụ tải (MW) P%(t) : Công suất tác dụng thời điểm t phụ tải tính phần trăm Pmax Pmax : Phụ tải cực đại (MW) Cos ϕ tb : Hệ số công suất trung bình phụ tải Phụ tải toàn nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy có tổng công suất 500 MW gồm tổ máy phát điện kiểu TBΦ-100-2 có: PđmMF = 100MW ; cosϕ = 0,85 PđmMF 100 = = 117,647 MVA SđmF = cos ϕđm 0,85 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PđmNM = 5×PđmMF = 5×100 = 500 MW SđmNM = 5×SđmMF = 5×117,647 = 588,24 MVA Dựa vào công thức (1.1) (1.2) ta tính công suất nhà máy biến thiên theo thời gian t kết kết cho bảng 1.1 Bảng 1.1: Bảng biến thiên phụ tải toàn nhà máy t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 80 90 85 100 85 PNM(t) (MW) 400 450 425 500 425 SNM(t) (MVA) 470,59 529,41 500 588,24 500 Từ bảng ta vẽ đồ thị phụ tải nhà máy biến thiên theo thời gian sau: (hình 1.1) SNM(MVA) 470,59 529,41 588,24 500 500 20 Hình 1.1 Phụ tải tự dùng toàn nhà máy t (h) Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng cực đại nhà máy 6,2% công suất định mức nhà máy với cosϕđm = 0,85 tức hệ số công suất định mức nhà máy cosϕđm = 0,85 Công suất tự dùng nhà máy xác định theo công thức: S NM ( t ) S td ( t ) = S td max (0,4 + 0,6 ) (1.3) S NM Với công suất tự dùng cực đại nhà máy: 6,2 S td max = α S NM = 588,24 = 36,47 MVA 100 Trong đó: Std(t) : công suất tự dùng nhà máy thời điểm t (MVA) SNM SNM(t) : tổng công suất đặt nhà máy (MVA) : công suất nhà máy phát thời điểm t α : Hệ số phần trăm lượng điện tự dùng Từ kết tính toán công suất phát nhà máy (bảng 1.1) công thức (1.3) ta tính công suất tự dùng nhà máy biến thiên theo thời gian t kết cho bảng 1.2 Bảng 1.2: Bảng biến thiên phụ tải tự dùng nhà máy t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 80 90 85 100 85 SNM(t)(MVA) 470,59 29,18 529,41 32,82 500,00 31,00 588,24 36,47 500,00 31,00 Std(t)(MVA) Từ bảng ta vẽ đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy biến thiên theo thời gian sau: (hình 1.2) Std (MVA) 32,82 31 29,18 36,47 12 14 31 20 t (h) 24 Hình 1.2 Phụ tải địa phương Theo nhiệm vụ thiết kế cho phụ tải địa phương có số liệu sau: Uđm = 10 kV ; Pmax = 22 MW ; cosϕ = 0,84 Gồm : đường dây cáp kép x MW x 3,5 km đường dây cáp đơn x MW x 3,0 km Theo công thức (1.1) (1.2) ta tính biến thiên phụ tải địa phương theo thời gian thể bảng 1.3: Bảng 1.3: Bảng biến thiên phụ tải địa phương t(h) 0-7 7-12 12-15 15-20 20-24 P% 65 100 80 85 60 Pđp(t) (MW) 14,3 22 17,6 18,7 13,2 Sđp(t) (MVA) 17,02 26,19 20,95 22,26 15,71 Từ bảng ta vẽ đồ thị phụ tải địa phương biến thiên theo thời gian sau: (hình 1.3) 5.7 CHỌN CÁP, KHÁNG ĐIỆN, MÁY CẮT HỢP BỘ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Các trạm cuối đường dây phụ tải địa phương dùng cáp lõi đồng có tiết diện bé Smin = 70 mm2; máy cắt có dòng điện cắt định mức Iđm = 40 kA; thời gian cắt ngắn mạch tc = 0,4 s ~ ~ 2 70mm đdphụ cáptải kép Chọn cáp cho địa phương 120mm đd cáp đơn Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải địa phương có: Uđm = 10 kV; Pmax = 22 MW; cosϕ = 0,84 Phụ tải địa phương gồm: đường dây cáp kép x MW x 3,5 km đường dây cáp đơn x MW x 3,0 km Tiết diện cáp chọn theo mật độ kinh tế dòng điên J kt, xác định theo biểu thức: Fkt = I bt (mm2 ) J kt Trong đó: Ibt : dòng điện làm việc bình thường Jkt : mật độ dòng điện kinh tế Dòng điện làm việc bình thường cáp kép: P 4.10 I bt = = = 137,46 A 3.U cos ϕ 3.10.0,84 Dòng điện làm việc bình thường cáp đơn: P I bt = 3.U cos ϕ = 3.10 3.10.0,84 = 206,2 A Từ đồ thị phụ tải địa phương ta tính thời gian sử dụng công suất cực đại năm: Tmax = 365.∑ Pi t i 14,3.7 + 22.5 + 17,6.3 + 18,7.5 + 13,2.4 = 365 = 6789 h > 5000 h Pmax 22 Tra bảng 4.4 sách thiết kế mạng lưới điện ta chọn cáp lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu có jkt = A/mm2 Tiết diện kinh tế đường dây cáp kép: Fkt = 137,46 = 68,73 mm2 Tiết diện kinh tế đường dây cáp đơn: Fkt = 206,2 = 103,1 mm2 Tra bảng ta chọn loại cáp ba lõi đồng vỏ bọc chì, cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất dẻo không cháy, đặt đất (nhiệt độ đất 25o C) Đường dây cáp kép: S = 70 mm2; Uđm = 10 kV; Icp = 215 A Đường dây cáp đơn: S = 95 mm ; Uđm = 10 kV; Icp = 265 A - Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài ’ I cp = k1.k2.Icp ≥ Ibt Trong đó: k1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường đặt cáp k1 = θ cp − θ 0' θ cp − θ θ cp : nhiệt độ phát nóng cho phép θ cp θ o' : nhiệt độ thực nơi đặt cáp θ o' = 150 C θ o : nhiệt độ tính toán tiêu chuẩn θ o k1 = = 600 C = 250 C 60 − 25 = 0,88 60 − 15 k2 : hệ số điều chỉnh theo số cáp đặt song song - Với đường dây cáp kép k1 = 0,9 - Với đường dây cáp đơn k2 = - Đường dây cáp kép: I’cp = 0,88 0,9 215 = 170,28 A > Ibt = 137,46 A - Đường dây cáp đơn: I’cp = 0,88 265 = 233,2 A > Ibt = 206,2 A Vậy cáp chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng lâu dài - Kiểm tra điều kiện phát nóng làm việc cưỡng Theo điều kiện làm việc thiết bị, cáp có cách điện giấy tẩm dầu điều kiện bình thường dòng điện qua chúng không vượt 80% dòng điện cho phép hiệu chỉnh cố cho phép tải 30% thời gian không vượt ngày đêm Nghĩa dây dẫn thoả mãn điều kiện phát nóng làm việc cưỡng nếu: Icb ≤ kqt I’cp với kqt = 1,3 - Dòng điện cưỡng qua cáp đứt sợi đường dây kép Icb = Ibt = 137,46 = 274,92 A - Dòng tải cho phép kqt I’cp = 1,3 170,28 = 221,36 A < Icb = 274,92 A Vậy cáp chọn không thỏa mãn điều kiện phát nóng làm việc cưỡng Vậy ta chọn cáp có tiết diện lớn Đường dây cáp kép: S = 95 mm2; Uđm = 10 kV; Icp = 265 A I’cp = 0,88 0,9 265 = 209,88 A kqt I’cp = 1,3 209,88 = 272,84 A < Icb = 274,92 A Ta thấy kết Icb kqt I’cp không chênh lệch nhiều, để đảm bảo điều kiện kinh tế ta chọn cáp có thông số sau: S = 95 mm2; Uđm = 10 kV; Icp = 265 A Chọn kháng điện cho phụ tải địa phương Kháng điện cuôn dây lõi thép, mắc nối tiếp mạch cần hạn chế dòng điện ngắn mạch Ngoài nhiệm vụ hạn chế dòng điện ngắn mạch mạch công suất lớn, trì điện áp góp giá trị định có ngắn mạch sau kháng Kháng điện chủ yếu dùng cấp điện áp - 10kV Điện kháng kháng lớn nhiều so với điện trở nó, nên tính toán xét đến điện kháng Kháng điện đầu đường dây phụ tải địa phương chọn theo điều kiện sau: - Điện áp : UđmK ≥ Uđm mạng = 10 kV - Dòng điện : IđmK ≥ IcbK - Điện kháng: XđmK% ≥ XKyc% Điều kiện: XđmK% ≥ XKyc% để đảm bảo cho trị số dòng điện ngắn mạch nhỏ dòng điện cắt định mức máy cắt đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cáp Trong đó: IcbK dòng điện cưỡng qua kháng, tính phụ tải địa phương cực đại cố kháng Ta có : I cbK = Pđp max 3U đm cos ϕ = 22 3.10.0,84 = 1512,1 A Ta chọn kháng điện đơn cuộn dây nhôm: PbA - 10 - 1500 có IđmK = 1500 A - UđmK = 10 kV; Xác định XK% Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch (N 5) trước kháng điện xác định sau: Scb = 100 MVA; Ucb = 10,5 kV; I N = 79,738 kA " X HT = S cb 3.U cb I N'' = 100 3.79,738.10,5 = 0,069 Điện kháng cáp S1, đường dây kép có chiều dài l=3,5 km Cáp đồng, tiết diện 95 mm2 có: xo = 0,083 Ω/km X C1 = S 100 x0 l cb2 = 0,083.3,5 = 0,263 U cb 10,5 N5 ~ ~ N6 70mm 95mm N7 cáp 2 Dòng ổn định nhiệt qua cáp: I nhC = S C tC Trong đó: C: hệ số phụ thuộc vật liệu dây dẫn CCu = 141 A s mm S: tiết diện cáp tC: thời gian làm việc máy cắt, nhiệm vụ thiết kế cho tc2 = 0,4 s Tại đầu đường cáp phía nhà máy thời gian cắt lớn cấp nên thời gian cắt: tc1 = tc2 + ∆t = 0,4 + 0,2 = 0,6 s I nhC1 = I nhC = 141.95 = 17292,9 A = 17,2929 kA 0,6 70.141 0,4 = 15605,8 A = 15,6058 kA Để đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cáp điện kháng tương đối từ nguồn đến điểm ngắn mạch N7 là: xΣ = I cb I nhC = 5,498 = 0,352 15,6058 E Trong đó: I cb = HT • X S cb 3.U cb = 100 3.10,5 HT = 5,498 kA xΣ = xHT + xK + xC1 X N6 ⇒ xK = xΣ - xHT - xC1 = 0,352 – 0,069 – 0,263 = 0,02 Tính theo %: I 1,5 x K % = x K đmK 100 = 0,02 .100 = 0,55 % I cb 5,498 N7 Vậy ta chọn kháng điện đơn cuộn dây nhôm: PbA - 10 - 1500 - có: UđmK = 10 kV; IđmK = 1500 A; XK% = % K X C1 - Kiểm tra kháng điện chọn Điện kháng tương đối kháng điện vừa chọn hệ tương đối bản: x K = x K % I cb 5,498 = 0,08 = 0,293 I đmK 1,5 Dòng điện ngắn mạch N6: I N'' = Vậy: I N'' I cb 5,498 = = 15,19 kA x HT + x K 0,293 + 0,069 = 15,19 kA < InhC1 = 17,2929 kA Dòng điện ngắn mạch N7: I N'' = Vậy: I N'' x HT I cb 5,498 = = 8,8 kA + x K + xC1 0,069 + 0,293 + 0,263 = 8,8 kA < InhC1 = 15,6058 kA Vậy kháng điện chọn đạt yêu cầu kỹ thuật Chọn máy cắt cho phụ tải địa phương Ta chọn máy cắt nhánh đầu cáp loại, theo điều kiện chọn máy cắt: + Loại máy cắt : máy cắt hợp : UđmMC ≥ Uđm.mg + Điện áp + Dòng điện : IđmMC ≥ Icb + Điều kiện cắt : ICđm ≥ I N" + Điều kiện ổn định động : ildd ≥ ixk + Điều kiện ổn định nhiệt : I2nhđm tnhđm ≥ BN (Điều kiện xét IđmMC < 1000 A) Dòng điện cưỡng qua máy cắt: I cb = S đp max 3.U đm = 26,19 3.10 = 1,512 kA '' Dòng điện ngắn mạch sau kháng: I N I N'' = 15,19 ixkN6 = 38,67 kA Dựa vào điều kiện tính toán ta chọn loại máy cắt SF có thông số kỹ thuật sau: Thông số tính toán Thông số định mức Điểm ngắn mạch Uđm Icb I N'' ixk kV kA kA N6 10 1,512 15,19 UđmMC IđmMC ICđm Iôđđ kA Loại máy cắt kV kA kA kA 38,67 8DA10 12 3,15 40 110 Ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt điện Iđm> 1000A Chương CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG 6.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG Theo nhiệm vụ thiết kế: Công suất tự dùng cực đại 6,2 % công suất định mức nhà máy Điện tự dùng giữ vai trò quan trọng trình vận hành nhà máy điện, đảm bảo hoạt động nhà máy như: chuẩn bị nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu, bơm nước tuần hoàn, quạt gió, thắp sáng, điều khiển, tín hiệu liên lạc Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chia thành hai phần: Một phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo làm việc lò tua bin tổ máy Phần lại cung cấp cho máy công tác phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tua bin, nhiên cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục, nhà máy điện thiết kế ta dùng hai cấp điện áp tự dùng kV 0,4 kV Ở cấp điện áp kV ta dùng phân đoạn để cung cấp điện, phân đoạn qua máy biến áp giảm áp 10/6,3 kV Cấp điện áp 0,4 kV cung cấp qua máy biến áp 6/0,4 kV Để dự trữ cho cấp 6,3 kV ta dùng máy biến áp nối với cuộn hạ hai máy biến áp tự ngẫu Dự trữ cho cấp 0,4 kV ta dùng máy biến áp nối với góp dự trữ kV Sơ đồ nối điện tự dùng hình 6.1 T1 T3 T2 AT2 AT1 8FG10 G1 ~ G2 ~ ~~ G3~ G4 ~ 8FG10 TДHC-16000 TДHC-10000 8HD10 kV 1250 kVA 0,4 kV CM2000N Hình 6.1: Sơ đồ nối điện tự dùng G5 ~ 6.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG Chọn máy biến áp cấp - Máy biến áp công tác Máy biến áp cấp có nhiệm vụ nhận điện từ đầu cực máy phát cung cấp cho phụ tải tự dùng kV, lại cung cấp tiếp cho phụ tải tự dùng cấp 0,4 kV Vì công suất chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại động cấp điện áp kV tổng công suất máy biến áp cấp hai nối tiếp với Ta dùng năm máy biến áp công tác có công suất: S đmct ≥ 1 S td max = 36,47 = 7,294 MVA 5 Vậy ta chọn máy biến áp dầu có thông số kỹ thuật sau: Bảng 6.1 Loại TДHC Điện áp kV Sđm Tổn thất kW kVA Cuộn cao Cuộn hạ ∆P0 ∆PN 10000 10,5 6,3 12,3 85 Un% I0% 14 0,8 - Máy biến áp dự trữ Trong nhà máy nhiệt điện nối theo sơ đồ bộ, nhiệm vụ máy biến áp dự phòng thay máy biến áp công tác sửa chữa cung cấp cho hệ thống tự dùng trình dừng khởi động Công suất cần thiết để dừng tổ máy khởi động tổ máy khác chiếm 50 % công suất cần thiết cho làm việc bình thường khối lúc đầy tải Bởi công suất máy biến áp dự trữ chọn lớn cấp so với máy biến áp công tác Công suất máy biến áp dự trữ chọn sau: 1 S đmdt ≥ 1,5 S td max = 1,5 36,47 = 10,941 MVA 5 Vậy ta chọn máy biến áp dầu có thông số kỹ thuật sau: Bảng 6.2 Điện áp kV Sđm Loại TДHC Tổn thất kW kVA Cuộn cao Cuộn hạ ∆P0 ∆PN 10000 10,5 6,3 12,3 85 Un% I0% 14 0,8 Chọn máy biến áp công tác cấp hai Máy biến áp cấp hai dùng để cung cấp cho động 380/220 V chiếu sáng Công suất máy biến áp thường nằm khoảng 630 ÷ 1000 kVA, máy biến áp công suất lớn ta không mong muốn lúc dòng ngắn mạch lưới 380 V giá thành thiết bị tương ứng tăng lên nhiều Giả thiết phụ tải chiếm 15% công suất phụ tải cấp Khi ta chọn công suất máy: S đm ≥ 15 7,294 = 1,0941 MVA 100 Vậy ta chọn máy biến áp công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Bảng 6.3 Sđm Điện áp kV Tổn thất kW kVA Cuộn cao Cuộn hạ ∆P0 ∆PN 1250 0,4 1,71 12,8 Un% I0 % 5,5 1,2 Nhà máy thiết kế đặt máy biến áp công tác cấp hai ta đặt máy biến áp dự trữ cấp hai cho máy công tác, công suất chọn máy biến áp công tác, thông số bảng 6.3 6.3 CHỌN MÁY CẮT VÀ ÁPTÔMÁT Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Điều kiện chọn máy cắt: - Điện áp : UđmMC ≥ Umạng - Dòng điên : IđmMC ≥ Icb - Điều kiện cắt: ICđm ≥ I’’ - Điều kiện ổn định động: iôđđ ≥ ixk - Điều kiện ổn định nhiệt: I2nhđm tnhđm ≥ BN Kết chọn máy cắt bảng 6.4 Bảng 6.4 Thông số tính toán Thông số định mức Uđm Icb I’’ ixk kV kA kA 10 0,632 79,738 UđmMC IđmMC ICđm Iôđđ kA Loại máy cắt kV kA kA kA 202,98 8FG10 12 12,5 80 225 10,941 = 0,632 kVA 3.10 Máy cắt chọn có : Iđm = 12,5 kA > kA ilđđ = 225kA > ixk = 202,98 kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt Với Icb = Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Điều kiện chọn máy cắt: - Điện áp : UđmMC ≥ Umạng - Dòng điên : IđmMC ≥ Icb - Điều kiện cắt : ICđm ≥ I’’ - Điều kiện ổn định động : iôđđ ≥ ixk - Điều kiện ổn định nhiệt : I nhđh t nhđh ≥ BN Để chọn máy cắt ta tính dòng ngắn mạch ba pha N máy biến áp tự dùng cấp Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch (N 5) trước máy biến áp tự dùng cấp E Scb = 100 MVA; Ucb = 10,5 kV; I N = 79,738 kA " X HT = S cb 3.U cb I N'' = HT 100 = 0,069 3.79,738.10,5 X N5 Điện kháng máy biến áp cấp một: Máy biến áp công tác có: X UN% = 14 %; SđmB1 = 10 MVA X B1 = U N % S cb 14 100 = = 1,4 100 S đmB1 100 10 N6 X Σ = X HT + X B1 = 0,069 + 1,4 = 1,469 Vậy dòng ngắn mạch điểm N6 là: I N" = I cb S cb = = XΣ 3U cb X Σ HT 100 3.6,3.1,469 = 6,238 kA Dòng xung kích điểm ngắn mạch N6 là: i xk = 1,8 6,238 = 15,879 kA Dòng điện cưỡng dòng điện phụ tải cực đại B1 kV I cb = S đmB1 3.U đm = 10 3.6,3 = 0,916 kA Ta chọn máy cắt 8DH10 có thông số kỹ thuật bảng 6.5 Bảng 6.5 Loại máy cắt Uđm kV kA kA kA 8DH10 7,2 1,25 25 63 Iđm ICđm ildd Máy cắt chọn có : Iđm = 1,25 kA > kA ilđđ = 63 kA > ixk = 15,879 kA Do không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt Chọn áptômát E HT Để chọn áptômát ta tính dòng ngắn mạch (N7) góp phân đoạn 0,4 kV Ta có sơ đồ thay tính toán ngắn mạch sau: Áptômát chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức : U đm ≥ 0,4 kV - Dòng điện định mức : I đm ≥ I max - Dòng điện cắt định mức : ICđm ≥ X N5 X S đmB 3.U đm = 1250 3.0,4 X = 1804,2 A N7 I N" : dòng ngắn mạch góp phân đoạn 0,4kV Điện kháng máy biến áp tự dùng cấp 2: X B2 = UN % S cb 5,5 100 = = 4,4 100 S đmB 100 1,25 X Σ = X HT + X B1 + X B = 0,069 + 1,4 + 4,4 = 5,869 Vậy dòng ngắn mạch điểm N7 là: I N" = I cb S cb = = XΣ 3U cb X Σ B1 N6 I N" Trong : Imax: dòng điện lớn phía 0,4kV I max = HT 100 3.0,4.5,869 = 24,593 kA Ta chọn áptômát CM2000N có thông số kỹ thuật bảng 6.6 Bảng 6.6 Uđm Iđm Icđm Loại áptômát V A kA B2 0,4 kV CM2000N 690 2000 50 [...]... SNM(t) : công suất biểu kiến của nhà máy phát ra, MVA SHT(t) : công suất biểu kiến của nhà máy phát về hệ thống, MVA SC(t) : công suất biểu kiến của nhà máy cấp cho phụ tải cao áp, MVA ST(t) : công suất biểu kiến của nhà máy cấp cho phụ tải trung áp, MVA Sđp(t) : công suất biểu kiến của nhà máy cấp cho phụ tải địa phương, MVA Std(t) : công suất biểu kiến của nhà máy cung cấp cho tự dùng, MVA ∆SB(t): tổn... biến thiên phụ tải tổng hợp như sau: (bảng 1.7) 29,18 55 ,37 218,16 359 ,73 470 ,59 46,02 208,99 350 ,56 470 ,59 7-8 29,18 0-7 52 9,41 470 ,56 268,31 59 ,01 32,82 8 - 12 50 0 421 ,53 249,62 51 , 95 31 12 - 14 58 8,24 476, 05 289,98 57 ,42 36,47 14 - 15 588,24 442,98 291,29 58 ,73 36,47 18- 20 50 0 361,19 209 ,50 46,71 31 20 - 24 Bảng 1.7: Bảng biến thiên phụ tải tổng hợp 58 8,24 477,36 291,29 58 ,73 36,47 15 - 18 Std + Sđp... nối điện chính cho nhà máy 2.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng trong nhà máy điện, vì vậy chọn số lượng máy biến áp và công suất định mức của chúng là việc làm rất quan trọng Trong thiết kế nhà máy điện, ta mong muốn công suất máy biến áp nhỏ, số lượng máy biến áp ít để giảm tổn thất điện năng nhưng vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Trong thiết. .. MBA Loại MBA Sđm MVA Điện áp cuộn dây kV Tổn thất KW P0 A UN% IN % PN C-T C-H T-H T1 TДЦ 1 25 242 - 10 ,5 1 15 - 380 - - 11 - 0 ,5 T2 TДЦ 1 25 121 - 10 ,5 100 - 400 - - 10 ,5 - 0 ,5 T3 TДЦ 1 25 121 - 10 ,5 100 - 400 - - 10 ,5 - 0 ,5 AT1 ATДЦTH 250 242 121 10 ,5 120 52 0 - - 11 32 20 0 ,5 AT2 ATДЦTH 250 242 121 10 ,5 120 52 0 - - 11 32 20 0 ,5 b Tính toán phân phối công suất cho các máy biến áp • Máy biến áp hai cuộn... 15 - 18 296, 95 1 45, 26 151 ,69 232 ,56 22,26 36,47 58 8,24 18- 20 290 ,50 138,81 151 ,69 162,79 15, 71 31 50 0 20 - 24 Bảng 1.6: Bảng biến thiên công suất phát lên hệ thống 298,26 112,19 186,07 232 ,56 20, 95 36,47 58 8,24 14 - 15 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị công suất phát vào hệ thống: (hình 1.6) SHT (t) (MVA) 120,03 1 45, 26 110,86 138,81 112,19 110,88 78,47 58 , 85 t (h) 7 8 12 14 15 18 20 24 Hình 1.6 Từ kết... thụ Trong thiết kế này, giả thiết các máy biến áp được chọn phù hợp với nhiệt độ môi trường tại nơi lắp đặt nên không cần hiệu chỉnh công suất của chúng Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số lượng, công suất định mức và hệ số biến áp Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp là chọn công suất định mức của máy biến áp lớn hơn hoặc bằng công suất định mức của máy phát, sau đó... SAT2 : công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu SđmMF : công suất định mức của máy phát α : hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu α= U C −U T 220 − 110 = = 0 ,5 UC 220 SAT1đm = SAT2đm ≥ 1 × 117 ,5 = 2 35 MVA 0 ,5 Từ những điều kiện trên, tra bảng trong giáo trình thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp, ta chọn các máy biến áp cho phương án 1 có các thông số cho dưới bảng sau: Bảng 2.1: Thông số của các máy. .. đối với các phụ tải • Công suất của nhà máy phát lên hệ thống: 8 - Công suất dự trữ quay của hệ thống: SHTdt = 350 0 = 280 MVA 100 - Công suất cực đại phát lên hệ thống: SHtmax = 1 45, 26 MVA Vậy công suất phát lên hệ thống của nhà máy nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống nên khi nhà máy bị sự cố tách ra khỏi hệ thống thì không ảnh hưởng nhiều đến hệ thống • Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều... yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn nhà máy, nguồn nguyên nhiên liệu Riêng về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp có sẵn Chương 2 CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 NÊU CÁC PHƯƠNG ÁN Trong nhà máy điện và trạm biến áp các thiết bị được nối với nhau theo một sơ đồ nhất định gọi là sơ đồ nối điện Việc chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là khâu quan trọng... ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung - Công suất mỗi bộ máy phát điện – máy biến áp không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống - Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát – máy biến áp, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vượt quá 15% công suất của