thiết kế phần điện trong nhà máy điện

TRNG I HC IN LC KHOA H THNG IN NHIM V THIT K TT NGHIP Họ tên sinh viên :Dơng Công Hùng Lớp : D6H3 Ngành : Hệ thống điện Cán huớng dẫn : : Th.s Phm Ngc Hựng THIếT Kế PHầN ĐIệN TRONG NHà MáY ĐIệN Và XÂY DựNG VùNG LàM VIệC CủA MáY PHáT CHế Độ LàM VIệC BìNH THƯờNG Phần I Thiết kế phần điện nhà máy điện Nhà máy điển kiểu : NĐNH gồm tổ máy x60 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau đây: 1.Phụ tải cấp điện áp máy phát : Pmax = 12 MW ; COS = 0,83 Gồm képx3MWx3Km đơn x 1,5 MW x Km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phơng dùng máy cắt hợp với Icắt=21 KA tcắt =0,7 sec cáp nhôm,vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm2 2.Phụ tải cấp điện áp máy trung 110 kV : Pmax = 70 MW; COS =0,84 Gồm képx40MW đơn x 30 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng 3.Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : Pmax = 70 MW; COS =0,84 Gồm đơn x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Nhà máy nối với hệ thống 220 kV đờng dây kép dài 90 Km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế) : 3000 MVA; Công suất dự phòng hệ thống : 100 MVA ; Điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống XHT*=0,85 Tự dùng :=8%; COS =0,82 Công suất phát toàn nhà máy ghi bảng Bảng biến thiên công suất Gi S S 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 UF 90 90 90 100 100 100 100 90 UT 90 80 80 90 90 100 90 90 90 80 80 80 100 100 100 90 90 90 80 95 95 95 95 90 TNM SUC Phần II XÂY DựNG VùNG LàM VIệC CủA MáY PHáT CHế Độ LàM VIệC BìNH THƯờNG Nội dung tính toán : Phần I : 1.Tính toán cân công suất, chọn phuơng án nối dây Tính toán chọn máy biến áp Tính toán ngắn mạch Tính toán kinh tế -kỹ thuật, chọn phuơng án tối u Chọn khí cụ điện dây dẫn Tính toán tự dùng Phần II: Phơng pháp xác định vùng làm việc máy phát p dụng tính toán Bản vẽ : Bản đồ thị phụ tải tổng hợp Sơ đồ phơng án Sơ đồ nối điện ,kể tự dùng Sơ đồ thiết bị phân phối trời Các vẽ cần thiết Ngy giao nhim v : 05 thỏng 10 nm 2015 Ngy hon thnh nhim v : 28 thỏng 12 nm 2015 Trởng khoa Giáo viên hớng dẫn TS TRN THANH SN ThS PHạM NGọC HùNG PHN I THIấT Kấ PHN IấN TRONG NHA MAY IấN CHNG 1: TINH TOAN CN BNG CễNG SUT, ấ XUT CAC PHNG AN NễI DY 1.1 CHN MY PHT IN Cn c vo yờu cu thit k cho nh mỏy nhit in ngng hi gm t mỏy, cụng sut mi t mỏy l 55 MW, tra ph lc trang 113 sỏch Thit k phn in nh mỏy in v trm bin ỏp PGS.TS Phm Vn Ho - ThS Phm Ngc Hựng, NXB Khoa hc v K thut, 2007, ta chn mỏy phỏt in cú cỏc thụng s ghi trờn bng sau: Thụng s nh mc Loi mỏy S P n U (MVA) (MW) (v/p) TB-60-2 75 60 in khỏng tng i (kV) 3000 10,5 cos Xd Xd Xd 0,8 0,146 0,22 1,691 Bng 1.1 Thụng s k thut ca mỏy phỏt nhit in Cụng sut ln nht ta chn S Cụng sut d ch quay ca h thng S mF =75 (MVA) dtq = 100 (MVA) Vy mỏy phỏt ta chn tha iu kin cụng sut ca mt mỏy phỏt in ln nht khụng c ln hn d ch quay ca h thng 1.2 TNH TON CN BNG CễNG SUT Xut phỏt t biu bin thiờn cụng sut hng ngy dng phn trm p%(t) i vi ph ti tng cp in ỏp v cụng sut phỏt ca ton nh mỏy, cựng vi nhng thụng s ó cho khỏc, ta tin hnh xõy dng th in ỏp cỏc cp, cụng sut phỏt ton nh mỏy, ph ti t dựng v cụng sut phỏt v h thng Bng 1.2 Bng bin thiờn cụng sut Gi S S TNM 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 UF 90 90 90 100 100 100 100 90 UT 90 80 80 90 90 100 90 90 90 80 80 80 100 100 100 90 SUC 90 90 80 95 95 95 95 90 1.2.1 Phu tai toan nha may Cụng sut phỏt ton nh mỏy c xỏc nh theo cụng thc sau: STNMm (t ) = P%(t ) ìP cos F (1.1) Trong ú: STNM(t) - cụng sut phỏt ca ton nh mỏy ti thi im t, (MVA) P%(t) - phn trm cụng sut phỏt ton nh mỏy ti thi im t cos F Pm - h s cụng sut nh mc ca MF, cos F = 0,8 - tng cụng sut tỏc dng nh mc ton nh mỏy, (MW), Pm = n.PmF õy: Pm - cụng sut nh mc ca t MF n - s t mỏy Vy: Pm = 4.60 = 240 (MW) PTNM (05) = PTNM %.Pdat = p dng cụng thc 90.240 = 216 ( MW) 100 p dng cụng thc 1.1, ph ti ton nh mỏy t - 5h c tớnh nh sau: STNM (05) = 90 ì240 = 270 ( MVA) 100.0,8 Ta cú kt qu tớnh toỏn bng sau: Cụng sut phỏt ton nh mỏy ti thi im t Gi STNM% PTNM(t),MW 0-5 90 216 5-8 80 192 8-11 80 192 11-14 80 192 14-17 100 240 17-20 100 240 20-22 100 240 22-24 90 216 STNM(t),MVA 270 240 240 240 300 300 300 270 1.2.2 Phu tai t dung Cụng sut ph ti t dựng ca nh mỏy nhit in c xỏc nh theo cụng thc sau: % n.PdmF S (t ) STD (t ) = ì ì(0, + 0,6 ì TNM ) 100 cos TD n.SdmF (1.2) Trong ú: STD(t) - cụng sut ph ti t dựng ti thi im t, (MVA) TD % - lng in phn trm t dựng, cos TD TD % = 8% - h s cụng sut ph ti t dựng, cos TD = 0,82 n - s t mỏy phỏt, n = PdmF, SdmF - cụng sut tỏc dng v cụng sut biu kin nh mc ca t MF STNM(t): Cụng sut phỏt ca nh mỏy ti thi im t, (MVA) p dng cụng thc 1.2, ph ti t dựng t - 5h c tớnh nh sau: STD (0 5) = 4.60 270 ì ì(0, + 0,6 ì ) = 22,01 ( MVA) 100 0,82 4.75 Ta cú kt qu tớnh toỏn bng sau: Bng bin thiờn ph ti ti thi im t Gi STNM% STNM(t),MVA STD(t),MVA 0-5 90 270 22,01 5-8 80 240 20,605 8-11 80 240 20,605 11-14 80 240 14-17 100 300 20,605 23,415 17-20 100 300 23,41 20-22 22-24 100 90 300 270 23,41 22,010 1.2.3 Tớnh toỏn ph ti cỏc cp in ỏp: Theo nhim v thit k ta cú: Phụ tải cấp điện áp máy phát : Pmax = 12 MW ; COS = 0,83 Gồm képx3MWx3Km đơn x 1,5 MW x Km Biến thiên phụ tải ghi bảng Tại địa phơng dùng máy cắt hợp với I cắt=21 KA tcắt =0,7 sec cáp nhôm,vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm Phụ tải cấp điện áp máy trung 110 kV : Pmax = 70 MW; COS =0,84 Gồm képx40MW đơn x 30 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : Pmax = 70 MW; COS =0,84 Gồm đơn x 70 MW Biến thiên phụ tải ghi bảng Cụng sut ph ti cỏc cp in ỏp c xỏc nh theo cụng thc sau: P S (t ) = P %(t ) ì max cos Trong ú: S(t) - cụng sut ph ti ti thi im t, (MVA) P%(t) - phn trm cụng sut ph ti ti thi im t Pmax - cụng sut tỏc dng ln nht ca ph ti, (MW) cos - h s cụng sut ca ph ti Ta tớnh cụng sut ph ti t 0h n 5h ta cú: SUF(05) = 90 12 ì = 13,012( MVA) 100 0,83 SUT (05) = 90 70 ì = 75( MVA) 100 0,84 SUC (05) = 90 70 ì = 75( MVA) 100 0,84 (1.3) Bng bin thiờn cụng sut ph ti cp in ỏp theo thi gian t Gi 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 SUF% 90 90 90 100 100 100 100 90 SUT% 90 80 80 90 90 100 90 90 SUC% 90 90 80 95 95 95 95 90 SUF,(MVA) 13,012 13,012 13,012 14,458 14,458 14,458 14,458 13,012 SUT,(MVA) 75 66,667 66,667 75 75 83,333 75 75 SUC,(MVA) 75 75 66,667 79,167 79,167 79,167 79,167 75 1.2.4 Cụng sut phỏt v h thng Theo nguyờn tc cõn bng cụng sut ti mi thi im (cụng sut phỏt bng cụng sut tiờu th) Cụng sut phỏt v h thng c xỏc nh theo cụng thc tớnh toỏn sau: SVHT ( t ) = STNM ( t ) SUF ( t ) + SUT ( t ) + SUC ( t ) + STD ( t ) (1.4) Trong ú: SVHT(t) - cụng sut phỏt v h thng ti thi im t, (MVA) STNM (t) - cụng sut phỏt ton nh mỏy ti thi im t, (MVA) SUF(t) - cụng sut ph ti cp in ỏp mỏy phỏt ti thi im t, (MVA) SUT(t) - cụng sut ph ti cp in ỏp trung ti thi im t, (MVA) SUC(t) - cụng sut ph ti cp in ỏp cao ti thi im t, (MVA) STD(t) - cụng sut ph ti t dựng ti thi im t, (MVA) p dng cụng thc 1.4, cụng sut phỏt v h thng ti thi im t 5h c tớnh nh sau: SVHT(0-5) = 270 (13,012 + 75 + 75 + 22,01) = 84,976 (MVA) Bng bin thiờn cụng sut phỏt v h thng theo thi gian: Gi 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 SVHT 84,978 64,716 73,050 50,771 107,96 99,628 107,961 84,978 Bng 1.3 ta cú bng tng kt ph ti cỏc cp: Gi 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-22 22-24 STNM 270 240 240 240 300 300 300 270 STD 22,010 20,605 20,605 20,605 23,415 23,415 23,415 22,010 SUT 75 66,667 66,667 75 75 83,333 75 75 SUC 75 75 66,667 79,167 79,167 79,167 79,167 75 SUF 13,012 13,012 13,012 14,458 14,458 14,458 14,458 13,012 SVHT 84,978 64,716 73,050 50,771 107,961 99,628 107,961 84,978 [ SVHT (t ) + SUC (t )] SCT (t ) = [ SUT (t ) 2.Sbo ] SCH (t ) = SCC (t ) + SCT (t ) SCC (t ) = (2.7) Trong ú: SCC(t), SCT(t), SCH(t) - cụng sut phớa cao, trung, h ca mỏy bin ỏp liờn lc ti thi im t, (MVA) SUC(t), SUT(t) cụng sut ph ti in ỏp cao, trung ti thi im t, (MVA) SVHT(t) cụng sut v h thng ti thi im t, (MVA) p dng cụng thc 2.7, ta cú kt qu bng sau: Gi 0-5 5-8 8-11 11-14 14-17 STNM 270 240 240 240 300 STD 22,012 20,605 20,605 20,605 23,415 SUT 75 66,667 66,667 75 75 SUC 75 75 66,667 79,167 79,167 SUF 13,012 13,012 13,012 14,458 14,458 SVHT 84,978 64,716 73,049 50,771 107,961 SCC 79,989 69,858 69,858 64,969 93,564 SCT -31,916 -36,083 -36,083 -31,916 -31,916 SCH 48,073 33,776 33,776 33,053 61,648 Bng 2.5 Bng phõn b cụng sut cho MBA liờn lc phng ỏn - 2.3.2 Chn loi v cụng sut cho mỏy bin ỏp 2.3.2.1 Mỏy bin ỏp cun dõy s b MF - MBA hai cun dõy Tng t nh phng ỏn 1, ỏp dng cụng thc 2.3, tra Bng 2.5 Thit k phn in nh mỏy in v trm bin ỏp PGS.TS Phm Vn Hũa & Th.s Phm Ngc Hựng ta chn MBA: Loi Sm A cun dõy, kV MBA MVA C T 80 121 Tn tht, kW H P0 PN 11 70 310 UN% I0% 10,5 0,55 Bng 2.6 Thụng s k thut MBA cun dõy B3 v B4 2.3.2.2 Mỏy bin ỏp liờn lc Chn loi MBA t ngu cú iu chnh di ti SdmTN Tng t nh phng ỏn 1, ta cú: 1 ìS dmF = ì75 = 150( MVA) 0,5 Tra Bng 2.6 Thit k phn in nh mỏy in v trm bin ỏp PGS.TS Phm Vn Hũa & Th.s Phm Ngc Hựng, ta chn MBA: Udm kV Tn tht, kW Loi Sm MBA MVA C T H P0 160 230 12 11 100 ATTH UN% PN C-T C-H T-H 380 - - I0% C-T C-H T-H 11 32 20 0,5 Bng 2.7 Thụng s k thut MBA t ngu 2.3.2.3 Kim tra iu kin quỏ ti - i vi mỏy bin ỏp hai cun dõy s b MP-MBA khụng cn kim tra quỏ ti, bi mt hai phn t mỏy phỏt hay mỏy bin ỏp b s c thỡ c b ngng lm vic, khụng th xy hin tng lm vic iu kin s c - i vi MBA TN: Ta xột cỏc trng hp s c nh sau: a TH1: Hng b bờn trung ph ti trung cc i (B4) Ti thi im t 16 - 18h ph ti phớa trung t giỏ tr cc i ta cú: max UT max UT max SUT = 83,333 MVA; SUC = 79,167 MVA; SUF = 14, 458 MVA; UT max SVUTHTmax = 99,628 MVA; STD = 23, 415 MVA Kim tra iu kin iu kin quỏ ti : max 2. kqtsc SdmTN + Sbo SUT 2.0,5.1, 4.160 + 69, 413 = 293, 413 93, 023 (MVA) Tha iu kin quỏ ti Phõn b li cụng sut ti thi im s c: 1 max ì( SUT Sbo ) = ì(83,333 69, 413) = 6,96( MVA) 2 UT max UT max 1 = SdmF ìS UF ìSTD = 75 ì14, 458 ì23, 415 = 61,917( MVA) 4 = SCH SCT = 61,917 6, 96 = 54,95725( MVA) SCT = SCH SCC Vy MBA t ngu truyn ti cụng sut t h lờn trung v cao Cun h mang ti nng nht Hỡnh 2.3 Phõn b cụng sut MBATN s c 1, TH2 Do ú: max max Sthua = SCH = 61,917( MVA) Kim tra iu kin quỏ ti: max Sthua kqtsc SdmB 61,917 0,5.1, 4.160 = 112( MVA) Vy tha iu kin Xỏc nh cụng sut thiu phỏt v h thng: UT max UT max Sthieu = SVHT + SUC 2.SCC HT = 99,628 + 79,167 2.54,957 = 68,881 < S DP = 100( MVA) Vy h thng ó bự cụng sut b TH2: Hng mt mỏy bin ỏp t ngu ph ti trung cc i Kim tra iu kin quỏ ti: max kqtsc S dmB + 2Sbo SUT 0,5.1, 4.160 + 2.69, 416 = 250.832 83,333( MVA) Tha iu kin quỏ ti Phõn b li cụng sut ti thi im s c: max SCT = SUT 2.Sbo = 83,333 2.69, 416 = 55,499( MVA) UT max UT max SCH = S dmF SUF ìSTD = 75 14, 458 ì23, 415 = 54,688( MVA) 4 SCC = SCH SCT = 54, 688 + 55, 499 = 110,187 ( MVA) Vy MBA t ngu truyn ti cụng sut t trung ng thi t h lờn cao Cun ni tip mang ti nng nht Hỡnh 2.4 Phõn b cụng sut MBATN s c 2, TH2 Do ú: max max Sthu = ( SCH + SCT ) = 0,5(54,688 + 55, 499) = 55,093( MVA) a = S nt Ta kim tra li iu kin quỏ ti: max Sthua kqtsc SdmTN 55,093 0,5.1, 4.160 = 112( MVA) Vy tha iu kin Xỏc nh cụng sut thiu phỏt v h thng: UT max UT max Sthieu = SVH + SUC SCC T HT = 99,628 + 79,167 89,398 = 89, 397 < S DP = 100( MVA) Vy h thng ó bự cụng sut thiu c TH3: Hng mt mỏy bin ỏp t ngu ph ti trung cc tiu Ti thi im t - 11h ph ti phớa trung t giỏ tr cc tiu ta cú: UT UT SUT = 66, 667 MVA; SUC = 66,667 MVA; SUF = 13,012 MVA; UT min SVHT = 73,049 MVA; STUT = 20, 605 MVA D Kim tra iu kin quỏ ti: kqtsc S dmB 2Sbo SUT 0,5.1, 4.160 = 112 2.69, 416 66,667 = 72,165( MVA) Tha iu kin quỏ ti Phõn b li cụng sut ti thi im s c: SCT = SUT 2.Sbo = 66,667 2.69,416 = 55, 499( MVA) UT UT SCH = S dmF S UF ìSTD = 75 13,012 ì20,605 = 56,836( MVA) 4 SCC = SCH SCT = 56,836 + 55,499 = 129, 001( MVA) Vy cun ni tip mang ti nng nht Hỡnh 2.5 Phõn b cụng sut MBATN s c 3, TH2 max Smax = ( SCH + SCT ) = 0,5(56,836 + 55, 499) = 56,167( MVA) thua = Snt Do ú: Ta kim tra li iu kin quỏ ti: max Sthua kqtsc SdmB 56,167 0,5.1, 4.160 = 112( MVA) Vy tha iu kin Xỏc nh cụng sut thiu phỏt v h thng: UT Sthieu =SVUTmin SCC HT + SUC = 73,049 + 66,667 129, 001 = 10,715 V2 ; P1< P2, nờn phng ỏn ti u c chn theo thi gian thu hi chờnh T= lch V1 V2 P2 P1 (3.7) Giỏ tr T < Ttc thỡ phng ỏn I l ti u, ngc li phng ỏn II l ti u, ú Ttc l thi gian thu hi u t tiờu chun, Ttc = 8nm Thay kt qu bng 3-1 vo cụng thc 3.7, ta cú: T= 89,64 86,16 = 2,638 < Ttc = n m 17,741 16, 442 Kt lun: Vy ta chn phng ỏn I l phng ỏn ti u, ta s dựng phng ỏn ny tớnh toỏn tip