báo cáo bài tập lớn nhà máy nhiệt điện

Sự cố rã lưới là một trong những sự cố lớn nhất nhà máy điện kể khi xây dựng nhà máy. Sự cố rã lưới là hiện tượng công suất điện phát ra lớn hơn so với công suất định mức, lúc này tần số f giảm dưới mức cho phép, máy cắt sẽ tự động cắt khỏi hệ thống.Nguyên nhân dẫn đến sự cố rã lưới có rất nhiều sự cố, thường là sự cố trên dường dây 500 kV.Khi sự cố sảy ra, tất cả nhà máy điện tự động cắt khỏi hệ thống bởi van bảo vệ, điện tự dùng mất, toàn bộ các hệ thống bơm, quạt, nghiền than cũng dừng lại… hơi được xả qua các đường xả sự cố về bình ngưng. Sau khi sự cố xảy ra, việc khởi động lại mỗi tổ máy và hoà lưới điện mất khoảng vài giờ đồng hồ.

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện Bộ Môn Tự Động Hóa Công Nghiệp *** BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn: Tự Động Hóa Nhà Máy Nhiệt Điện Đề tài: Tìm hiểu máy phát nhà máy nhiệt điện Giáo viên hướng dẫn ST sinh viên T Vũ Trung Dũng PhD Nguyễn Huy Phương SHSV 20111302 Hà nội, tháng 12 năm 2016 Lớp ĐK-TĐH7 Mục Lục Chương 1: Cấu tạo, chức thiết bị, nguyên lý trình _ CHƯƠNG 1: CẤU TẠO, CHỨC NĂNG CỦA THIẾT BỊ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH 1.1 Tổng quan nhà máy nhiệt điện Hình 1: Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện Phân xưởng điện thường chia thành hệ thống: hệ thống phân phối điện lưới 220kV, 110kV, 10.5kV, 0.4kV… hệ thống điện tự dùng Các thiết bị: máy biến thế, máy cắt AT, dao cách li, biến áp đo lường, hệ thống đồng hồ ghi công suất điện, tần số dòng điện, hệ thống bảo vệ tự động S (MVA) S (MVA) UT UF 174,419 9,195 6,437 8,276 12 148,256 122,093 6,437 18 24 t(h) a Phụ tải địa phương, , , =0,87 12 122,093 18 24 t(h) b Phụ tải trung áp , , =0,86 Chương 1: Cấu tạo, chức thiết bị, nguyên lý trình _ SNM(MVA) S (MVA) TD 275 309,375 343,75 257,813 16,176 14,235 15,206 13,75 12 18 24 c Phụ tải cao áp, , , =0,9 t(h) 12 18 24 t(h) d Phụ tải tự dùng, , , =0,83 Hình 2: Một số đồ thị phụ tải cho nhà máy nhiệt điện Sự cố rã lưới cố lớn nhà máy điện kể xây dựng nhà máy Sự cố rã lưới tượng công suất điện phát lớn so với công suất định mức, lúc tần số f giảm mức cho phép, máy cắt tự động cắt khỏi hệ thống Nguyên nhân dẫn đến cố rã lưới có nhiều cố, thường cố dường dây 500 kV Khi cố sảy ra, tất nhà máy điện tự động cắt khỏi hệ thống van bảo vệ, điện tự dùng mất, toàn hệ thống bơm, quạt, nghiền than dừng lại… xả qua đường xả cố bình ngưng Sau cố xảy ra, việc khởi động lại tổ máy hoà lưới điện khoảng vài đồng hồ Để khắc phụ cố rã điện, ta phải quan tâm đến đồ thị phụ tải để từ thiết kế hệ thống máy phát đảm bảo độ tin cậy vận hành tốt 1.2 Cấu tạo, chức phận máy phát - Bộ truyền động: truyền dạng momen từ trục quay turbin sang trục quay máy phát - Bộ phận sơ cấp: nhiệm vụ chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành chiều cấp điện chiều vào cuộn dây rotor thông qua vành góp - Bộ phận thứ cấp: cuộn dây stato gắn cố định thân máy, để đưa điện Chương 1: Cấu tạo, chức thiết bị, nguyên lý trình _ - Máy biến áp: nâng điện áp lên cao hòa vào lưới điện, với nhà máy nhiệt điện thường nâng đến 220kV, 110kV 1.3 Nguyên lý hoạt động máy phát điện Điện chiều cấp vào cuộn dây rotor , rôto quay tạo từ trường Ft quay với tốc độ n, lực điện từ Ft cảm ứng nên suất điện động eA, eB eC tương ứng với cuộn dây stato bố trí lệch pha , cuộn có tần số: đó: p- số đôi cực n- tốc độ từ trường quay(hay tốc độ quay turbin hơi) Để điều chỉnh tần số điện áp 50Hz để hòa đồng xác vào lưới điện, ta điều khiển tốc độ quay turbin thông qua lưu lượng nhiệt từ lò + Số tổ máy: + Số hiệu máy phát: + Số đôi cực :1 + Số pha : + Tần số :50Hz + Hệ số công suất : 0,85 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1 Tính toán phụ tải Tùy theo công suất tổng yêu cầu mà cần nhiều tổ máy, thông thường với nhà máy nhiệt điện tổ máy có công suất định mức P = 110 MW TB - 120 -2T3, với thông số sau: Bảng 1: Thông số kỹ thuật máy phát S P n I- U IdmRoto dmStato (MVA) 129, 412 (MW) (V/p) (kV) 110 3000 10, (A) 0, 85 7760 (A) 1830 Xd’’ Xd Xd 0, 190 0, 278 1, 91 Công suất phát vào hệ thống thời điểm t xác định theo công thức sau: SVHT = STNM – (STD + SUF + ST + SC) đó: STNM: Công suất tổng nhà máy thời điểm t STD: Công suất điện tự dùng thời điểm t SUF: Công suất phụ tải cấp điện cho sơ cấp máy phát thời điểm t ST: Công suất phụ tải trung áp 110kV thời điểm t SC: Công suất phụ tải cao áp 220kV thời điểm t + Công thức tính công suất phụ tải thời điểm: (SUF, ST, SC): % Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ đó: S : công suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp : công suất tác dụng cực đại : hệ số công suất tính theo công suất cực đại(thường ) : hệ số công suất phụ tải + Công thức tính công suất điện tự dùng thời điểm: (STD) đó: : phụ tải tự dùng thời điểm t = 440 MW công suất tác dụng nhà máy : Công suất tổng nhà máy phát thời điểm t a: số phần trăm lượng điện tự dùng (a = 7%) =0,82 2.2 Tính toán chọn máy biến áp 2.2.1 Đề xuất phương án Dựa vào kết tính toán chương ta có số nhận xét sau: S UFmax 9,195 = 100 = 6,687 % < 15% 2.S Fdm 2.68,75 - Do máy phát nên không cần dùng góp điện áp - Do cấp điện áp 220kV 110kV có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi α = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống - Do công suất phát hệ thống lớn dự trữ quay hệ thống nên ta phải đặt hai máy biến áp nối với điện áp 220kV Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ - Công suất máy phát điện - máy biến áp không lớn trữ quay hệ thống nên ta dùng sơ đồ máy phát điện - máy biến áp - Do SUTmax/SUTmin= 174,419/122,093 MVA SFđm = 68,75 MVA, ta ghép từ đến máy phát điện - máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp - Do tầm quan trọng nhà máy hệ thống nên sơ đồ nối điện việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải phải sơ đồ đơn giản, an toàn linh hoạt trình vận hành sau - Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung cấp điện an toàn, liên tục cho phụ tải cấp điện áp khác nhau, đồng thời bị cố không bị tách rời phần có điện áp khác Với nhận xét ta có phương án nối điện cho nhà máy sau: a Phương án Phương án có ba máy phát điện – máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp cho phụ tải 110kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa thiếu cho phía 110kV HT 110kV 220kV F1 F2 F3 F4 F5 Ưu điểm: - Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áp - Số lượng chủng loại máy biến áp nên dễ lựa chọn thiết bị vận hành đơn giản, giá thành rẻ thoả mãn điều kiện kinh tế Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Nhược điểm: - Khi máy phát điện - máy biến áp bên trung làm việc định mức, có phần công suất từ bên trung truyền qua máy biến áp tự ngẫu phát lên hệ thống gây tổn thất qua lần máy biến áp (lớn SUTmin) b Phương án Phương án có hai máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp 220kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa thiếu cho phía 110kV Ưu điểm: HT 110kV 220kV F5 F1 F2 F3 F4 - Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áp Nhược điểm: - Tổn thất công suất qua hai lần máy biến áp nhỏ (chỉ xảy SUTmin) - Do có máy phát điện – máy biến áp cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao tổn thất nhiều so với phương án c Phương án Phương án có máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV hai máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp 220kV Hai máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa thiếu cho phía 110kV Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ HT 220kV F4 110kV F1 F5 F2 F3 Ưu điểm: - Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải cấp điện áp Nhược điểm: - Có phần lớn công suất truy ền qua máy biến áp sang bên trung (lớn SUTmin) - Do có thêm máy phát điện – máy biến áp cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao tổn thất nhiều so với phương án d Phương án HT 220kV 110kV SUF F1 F2 F3 F4 F5 Phương án dùng năm máy phát- máy biến áp cuộn dây : ba nối với góp 110kV, hai nối với góp 220kV Dùng hai máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hai cấp điện áp cao trung, đồng thời để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát SUF Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Phương án II Cấp Điể Đại lượng tính toán điện áp m Icb IN Ixk (KV) ngắn (KA) mạch (KA) (KA) Đại lượng định mức Loại máy cắt Uđm Iđm Icắtđm Ilđđ (KV) (KA) (KA) (KA ) 220 N1 0,366 5,7978 14,758 3AQ1 245 40 100 110 N2 0,416 10,912 27,777 3AQ1 123 40 100 10 N’3 3,61 62,342 8BK41 12 12,5 80 225 24,490 2.3.2 Chọn sơ đồ ghóp Phía 220 KV ta chọn sơ đồ hệ thống hai ghóp Phía 110 KV ta chọn sơ đồ hai ghóp Phía 10 KV ta ko cần dùng ghóp điện áp máy phát 2.3.3 Chọn dẫn cho mạch máy phát ( dẫn cứng ) a Chọn tiết diệnđây dẫn : Tiết diện dẫn chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép : Icp > Icb Trong dòng điện cho phép cần phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường ( nhiệt độ môi trường xung quanh khác với nhiệt độ định mức ) Với giả thiết dùng dẫn đồng có nhiệt độ lâu dài cho phép 700C , nhiệt độ môi trường xung quanh 350C nhiệt độ môi trường tính toán quy định 250C , ta có hiêu chỉnh theo nhiệt độ : ϑcp − ϑo ϑcp − ϑodm khc = = 70 − 35 = 0,88 70 − 25 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Vậy ta có : Icp.Khc ≥ Icp ≥ Icb I cb 3,61 = = 4,1 k hc 0,88 (KA) Khi dòng nhỏ có thẻ dùng dẫn cứng hình chữ nhật , dòng 3000 A dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần , đồng thời làm tăng khả làm mát cho chúng Căn vào số liệu tính ta chọn dẫn hình máng đồng có thông số sau: Kích thước Tiết diện cực (mm) Mômen trở kháng Mômen quán tính (cm3) (cm4) (mm2) h 12 b 55 c r 6,5 10 Mét 1370 Hai Mét Dòng điện cho phép (A) Hai Wx-x Wy-y Wyo-yo Jx-x Jy-y Jyo-yo 50 9,5 100 290, 36,7 625 5500 b Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch : Bởi dẫn có dòng cho phép lớn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt c Kiểm tra ổn định động Theo tiêu chuẩn độ bền học , ứng suất vật liệu dẫn không ≤ lớn ứng suất cho phép , có nghĩa : σtt σcp Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Đối với nhôm ứng suất cho phép 700 KG/cm2 , đồng ứng suất cho phép 1400 KG/ cm2 Đối với dẫn ghép ứng suất vật liệu dẫn bao gồm hai thành phần : ứng suất lực tác dụng pha gây , ứng suất lực tưong tác pha gây nên Lực tác dụng lên dẫn pha chiều dài khoảng vượt theo công thức : Ftt =1,76.10 –8 l1 a i2xk (KG) Trong ixk : dòng điện xung kích ngắn mạch ba pha (A) l1 : khoảng cách hai sứ liền pha (cm) A : khoảng pha (cm ) Với cấp điện áp máy phát 10 KV , chọn l1 = 120 cm khoảng cách pha a= 60 (cm ) , lực tác dụng lên dẫn Ftt =1,76.10 –8 120 60 ( 63,3429.103)2 = 141,233 KG Xác định mômen uốn tác dụng lên nhịp dẫn : M1 = F1.l1 141, 233.120 = 10 10 = 1694,805(KG.cm) Ứng suất lực tác dụng pha gây nên : σ1 = M1 1694,805 = = Wyo − yo 100 16,95 (KG/cm2) Lực tác dụng tương hỗ pha chiều dài l2 cá miếng đệm : F2 = 0,51.10 –8 l2 h i2xk Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Ta có lực tác dụng tưong hỗ pha lên trêm cm chiều dài : h F2 = 0,51.10 –8 i2xk = 0,51.10-8 12,5 ( 62,3429.103)2 = 1,59 (KG/cm) Khi mômen uốn lực tác dụng tương hỗ pha gây nên M2 = F2 l2 1,59.1 = 12 12 = 0,13 (KG.cm) Để đảm bảo ổn định đọng dẫn : σtt = σ1 + σ2 = σ1 + M2 ≤ Wy−y σcp Trong : σcp = 1400 KG/cm2 Khoảng cách lớn hai miếng đệm 12.Wy− y ( σ cp − σ1 ) l2max = F2 Chọn khoảng cách hai sứ đảm bảo ổn định động giá trị lmax tính phải ≥ thoả mãn lmax l1 Thay số vào tính ta được: 12.9,5.(1400 − 16, 95) = 1,59 l2max = 314,9 (cm) > l1 = 120 (cm) Khi xét đến dao động riêng dẫ điều kiện dể ổn định cho dẫn dao động riêng dẫn nằm giới hạn 45- 55 Hz 90 -110 Hz để Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ tránh cộng hưởng tần số , tần số riêng dao đọng dẫn xác định theo công thức : Wr = 3,65 E.J yo− yo 10 S.γ l2 Trong : - l : chiều dài dẫn hai sứ (l = 120 cm) - E : mômên đàn hồi vật liệu (ECU = 1,1.106 KG/cm2) - J yo− yo : mômên quán tính ( J yo− yo = 625 cm4) - S : tiết diện dẫn 2.13,7 = 27,4 cm2 - γ : khối lượng riêng vật liệu (γcu = 8,93 g/cm3 ) ⇒ Wr = 3, 65 1,1.106.625.106 1202 27, 4.8,93 = 424,88 (Hz) Tần số thoả mãn yêu cầu nên thoả mãn điều kiện ổn định xét dến dao động riêng 2.3.4 Chọn sứ đỡ Sứ đỡ chọn theo điều kiện : Loại sứ Điện áp : Uđm S ≥ Uđm mg Kiểm tra ổn định động : Điều kiện độ bền sứ : F’tt ≤ Fcp = 0,6.Fph Trong : Fcp : lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (KG) Fph : lực phá hoại định mức sứ (KG) Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ F’tt = Ftt H' H Ftt : lực tính toán khoảng vượt dẫn Chọn loai sứ dặt nhà có thông số sau : Loại sứ OΦP-10-750Y3 Điện áp định mức (KV) Điện áp tì Lực phá trạng thái hoại nhỏ khô (KV) Fph (KG) Chiều cao H (mm) 10 755 160 750 Ftt H' Với chiều cao dẫn chọn 125 mm H’ = H + h /2 = 160 + 125/2 = 166,25 mm Suy : F’tt = Ftt H' H = 141,23 166, 25 160 = 146,75 (KG) Fcp = 0,6.Fph = 0,6.750 = 450 (KG) > 146,75 (KG) = F’tt Vậy sứ chọn thoả mãn điều kiện ổn định động 2.3.5 Chọn ghóp mềm phía cao áp ( 220 KV) a Chọn tiết diện h H Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Tiết diện dẫn ghóp mền chọn theo điều kiện dòng điện cho phép chế độ làm việc lâu dài : ≥ I’cp = Icp.khc Icb Theo tính toán từ phần trước ta có dòng điện cưỡng lớn phía cao áp nhà máy thiết kế : Icb = 0,366 KA ; khc = 0,88 Dòng điện cho phép qua ≥ dây dẫn chế độ làm việc lâu dài : Icp.Khc Icb ≥ → Icp I cb 0,366 = = 0, 416 khc 0,88 (KA) Với dòng cho phép 500 ta chọn dây nhôm lõi thép có thông số sau : Tiết diện (mm2) Đường kính (mm) Tiết diện chuẩn nhôm /thép nhôm thép Dây dẫn Lõi thép 300/39 301 38 24 Icp (A) 690 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ b Kiểm tra ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : θN ≤ θNcp BN Hay : Schän ≥ Smin = C -Trong : BN : xung lượng nhiệt ngắn mạch C : số tuỳ thuộc vào loại vật liệu làm dây dẫn Với dây AC ta có C = 79 Tính xung lượng nhiệt (BN) : BN = BN-CK + BN-KCK Xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị (giả thiết thời gian tồn ngắn mạch (s) ) Theo kết tính toán : (Ngắn mạch điểm N1) Điện kháng tính toán phía nhà máy phía hệ thống : S X tt15 = X 15 × HT Scb = 1600 0, 0859 × 100 5.S X tt 23 = X 23 × dm ∑ mf Scb = = 1,3744 ×62,5 0,1036 × 100 = 0,3238 Tra bảng ta tìm : I15∗ ( ) = 0,76 , ∗ I 23 ( 0) = 3,2 , I15∗ (∞) = 0,88 , Dòng điện tính toán: → I tt15 = S HT ×U tb = 1600 ×230 = 4,0163 kA ∗ I 23 (∞) = 2,2 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ 5.S dm ∑ mf → • I tt 23 = ×U tb ×62,5 ×230 = = 0,7844 kA Tính dòng I’’ → I (0)" = * I tt15 I15 ( ) + * I tt 23 I 23 ( ) = 5,5625 kA Bảng kết : t(s) 0.1 0.2 0.5 I”15(t) 0.76 0.69 0.685 0.68 0.67 I”23(t) 3.2 2.7 2.45 2.2 2.1 IN(kA) 5.5625 4.8891 4.6729 4.4568 4.3382 I 02,1 + I 02, I 02 + I 02,1 I2tb1 = = 27,4224 (KA2) ; I 02, + I 02,5 I2tb3 = 2 I2tb2 = = 22,8696 (KA2) I 02,5 + I12 = 20,8495 (KA2) ; I2tb4 = = 19,3415 (KA2) Với ∆t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5 Từ ta có : BN-CK = 0,1.27,4224 + 0,1.28,8696 + 0,3.20,8495 + 0,5.19,3415 = 21,5548 (KA2.s) - Khi ta túnh gần xung nhiệt lượng thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ: BN-KCK = (I’’N1)2.Ta = 5,56252.0,05 = 1,55 (KA2.s) Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch N1 : BN = BN-CK + BN-KCK = 21,5548 + 1,55 = 23,102 (KA2.s) Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 220 KV : Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Smin = BN 23,102 = C 79 103 = 60,84 mm2 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 r (KV) Trong 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 = 1,2 (cm) ; a = 500 (cm), ta có : Uvq = 84.m.r.lg a r = 84.0,85.1,2.lg 500 1,2 = 224,46 (KV) > Uđm=220 (KV) Dây AC- 300/39 thoả mãn điều kiện vầng quang 2.3.6 a Chọn ghóp mềm phía trung áp (110KV) Chọn tiết diện Tiết diện dẫn ghóp mền chọn theo điều kiện dòng điện cho phép chế độ làm việc lâu dài : ≥ I’cp = Icp.khc Icb Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Theo tính toán từ phần trước ta có dòng điện cưỡng lớn phía cao áp nhà máy thiết kế : Icb = 0,402 KA ; khc = 0,88 Dòng điện cho phép qua ≥ dây dẫn chế độ làm việc lâu dài : Icp.Khc Icb ≥ → Icp I cb 0,344 = = 0,391 khc 0,88 (KA) Với dòng cho phép lớn 457 A ta chọn dây nhôm lõi thép có thông số sau : Tiết diện (mm2) Đường kính (mm) Tiết diện chuẩn nhôm /thép nhôm thép Dây dẫn Lõi thép 400/22 394 22 26,6 Icp (A) 835 b Kiểm tra ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : θN ≤ θNcp BN Hay : Schän ≥ Smin = C Trong : BN : xung lượng nhiệt ngắn mạch C : số tuỳ thuộc vào loại vật liệu làm dây dẫn Với dây AC ta có C = 79 Tính xung lượng nhiệt (BN) : BN = BN-CK + BN-KCK Xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị (giả thiết thời gian tồn ngắn mạch (s) ) Điện kháng tính toán: S X tt 24 = X 24 × HT Scb = 1600 0,1421 × 100 = 2,2736 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ 5.S dm ∑ mf X tt 27 = X 27 × Scb Tra bảng ta tìm : = ×62,5 0, 083 × 100 ∗ I 24 ( 0) = ∗ I 24 = 0,2594 ∗ I 27 ( 0) = 0,47 , (∞) = 0,47 , ∗ I 27 3,9 (∞) = 2,38 Dòng điện tính toán: → S HT ×U tb I tt 24 = = 5.S dm ∑ mf → • I tt 27 = ×U tb = 1600 ×115 = 8,0327 kA ×62,5 ×115 = 1,5689 kA Tính dòng I’’ I (0)" → = * I tt 24 I 24 ( ) + * I tt 27 I 27 ( ) = 9,8941 kA Tương tự ta tính dòng điện ngắn mạch thời điểm khác ta có bảng sau: t (s) 0.1 0.2 0.5 I”24(t) 0.47 0.44 0.44 0.42 0.41 I”27(t) 3.9 3.2 2.5 2.3 2.15 IN 9.8941 8.5549 7.4566 6.982 6.6665 I 02,1 + I 02, I 02 + I 02,1 I2tb1 = = 85,5398 (KA2) ; I2tb2 = I 02, + I 02,5 I2tb3 = = 64,3936 (KA2) I 02,5 + I12 = 52,176 (KA2) Với ∆t = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5 Từ ta có : ; I2tb4 = = 46,5967 (KA2) Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ BN-CK=0,1.85,5398 + 0,1.64,3936 + 0,3.52,176 + 0,5.46,5967 = 53,9445 (KA2.s) - Khi ta túnh gần xung nhiệt lượng thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ: BN-KCK = (I’’N2)2.Ta = 9,89412.0,05 = 4,89 (KA2.s) Vậy xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch N2 : BN = BN-CK + BN-KCK = 53,9445 + 4,89 = 58,84 (KA2.s) Tiết diện dây dẫn nhỏ đảm bảo ổn định nhiệt cấp điện áp 220 KV : BN 58,84 = C 79 Smin = 103 = 97,1 mm2 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 r (KV) 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 : Uvq = 84.m.r.lg a r = 84.0,85.1,33.lg 500 1,33 = 223,47 (KV) > Uđm=220 (KV) Dây AC- 400/22 thoả mãn điều kiện vầng quang 2.3.7 Chọn dao cách ly Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ +)Loại dao cách ly : +)Điện áp : Uđmcl ≥ +)Dòng điện : Iđmcl Umang ≥ Ilvcb +)ổn định nhiệt : I2nh tnh +)ổn định động : Ilđđ ≥ ≥ BN 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 điện áp Icb IN Ixk (KV) (KA) (KA) (KA) 220 0,366 5,5625 Đại lượng định mức Loại dao cách ly Uđm (KV) Iđm (KA) Ilđđ 14,1598 SGC-245/1250 1,25 80 245 (KA) 110 0,344 9,8941 25,1863 SGCP-123/1250 123 1,25 80 10 3,61 24,4906 62,3429 PBK-20/7000 20 200 Trong dao cách ly cấp điện áp 220 KV 110 KV dao cách ly quay mặt phẳng ngang hãng groupe schneider TÓM LƯỢC & KẾT LUẬN TÓM LƯỢC & KẾT LUẬN Qua thời gian xem tài liệu tham khảo internet kết hợp kiến thức giảng, chúng em hoàn thành xong tập dài tìm hiểu tự động hóa nhà máy nhiệt điện Quá trình làm báo cáo, chúng em học thêm nhiều kiến thức bổ ích công nghệ vận hành, sản xuất nguồn điện nhà máy nhiệt điện Đây kiến thức quý báu cho chúng em vận dụng sau có hội làm tổ máy nhà máy nhiệt điện Bài báo cáo hoàn thành không tránh khỏi thiếu sót kiến thức lý thuyết thực tế, chúng em chưa có điều kiện thăm quan, thực tập nhà máy nhiệt điện Chúng em mong thầy nâng đỡ báo cáo Chúng em trân thành cảm ơn thầy nhiều! Nhóm sinh viên thực Nhóm 15 [...]... dòng cưỡng bức các cấp điện áp : IcbC(kA) IcbT(kA) IcbH(kA) 0,380 0,379 3,969 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ 2.3 Chọn các thiết bị đóng cắt, đo lường và bảo vệ 2.3.1 Chọn máy cắt điện Máy cắt điện được chọn sơ bộ theo điều kiện sau Loại máy cắt điện ≥ - Điện áp định mức : UđmMC Umạng • - Dòng diện định mức : IđmMC ≥ Icb - Kiểm tra ổn định nhiệt : I2nh tnh - Kiểm... nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện 2.2.2 Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án 2.2.2.1 Phương án 1 HT 220kV (1) (2) (5) B2 B1 (3) 110kV (4) B3 B5 B4 (6') (6) F1 a F2 F3 F4 F5 Chọn máy biến áp Chọn máy biến áp 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4, B5 : Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5 được chọn theo điều kiện: Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ S... 10,5 kV : - Dòng điện cưỡng bức phía máy phát : I cb ( 6 ) = 1,05 S Fdm 3.U Fdm = 1,05 68,75 3.10,5 = 3,969 kA Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ - Dòng điện cưỡng bức phía hạ áp của máy biến áp liên lạc : I cb ( 6') = S H max 3U H Trong đó : SHmax - công suất lớn nhất bên hạ của máy biến áp tự ngẫu Khi bình thường : SHmax = 61,377 MVA Khi sự cố một máy biến áp 2 cuộn... của máy biến áp tự ngẫu Như vậy, máy biến áp tự ngẫu làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ và trung áp lên cao áp c Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5: Vì công suất của máy biến áp B3, B4, B5 đã được chọn lớn hơn công suất định mức của máy phát điện Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho bộ máy phát điện máy biến áp này làm việc với phụ tải bằng phẳng nên đối với máy. .. 4 40 100 10 N’3 3,61 24,490 6 62,342 8BK41 9 12 12,5 80 225 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Phương án II Cấp Điể Đại lượng tính toán điện áp m Icb IN Ixk (KV) ngắn (KA) mạch (KA) (KA) Đại lượng định mức Loại máy cắt Uđm Iđm Icắtđm Ilđđ (KV) (KA) (KA) (KA ) 220 N1 0,366 5,7978 14,758 8 3AQ1 245... phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Ưu điểm: - Cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục Nhược điểm: - Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn Kết luận : Qua 4 phương án ta có nhận xét rằng hai phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với phương án còn lại Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện. .. chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 có thông số kỹ thuật : Loại MBA Sđm MV A ĐA cuộn dây, kV C T H Tổn thất, kW ATдцTH b 160 230 121 11 ∆PN ∆P 0 85 UN% CT CH TH 38 0 - - Phân bố công suất cho các máy biến áp CT CH TH 11 32 20 I0 % 0,5 Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5: Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy. .. tiết diện h H Chương 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ Tiết diện của thanh dẫn và thanh ghóp mền được chọn theo điều kiện dòng điện cho phép trong chế độ làm việc lâu dài : ≥ I’cp = Icp.khc Icb Theo tính toán từ các phần trước ta có dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía cao áp của nhà máy thiết kế là : Icb = 0,366 KA ; khc = 0,88 Dòng điện cho phép qua ≥ dây dẫn trong chế độ... điện cho nhà máy nhiệt điện _ Máy biến áp liên lạc B1 và B2 : Quá tải bình thường: Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy công suất qua các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán : Stt = αSTNđm = 0,5.160 = 80MVA Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải Quá tải sự cố: Sự cố một máy. .. 2: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện _ HT 220kV (7) B5 (1) (2) (5) B2 B1 (3) 110kV (4) B3 B4 (6') (6) F5 F1 F2 F3 F4 a Chọn máy biến áp - Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 và máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 110kV B3, B4 chọn như phương án 1 - Máy biến áp 2 cuộn dây bên cao áp 220kV B5 được chọn theo điều kiện: S B 5 dm ≥ S Fdm = 68,75 MVA Do đó ta có thể chọn máy biến áp B5 có