Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 240MW

Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 240MW

Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện Công suất : 240MW chơng 1 tính toán phụ tải và cân bằng công suất 1.1. Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là 60 MW. Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành ta chọn các máy phát điện cùng loại: Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau: Loại máy S MVA P MW U kV I kA Cos X d X d X d TB-60-2 75 60 10,5 4,125 0,8 0,146 0,22 1,691 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp theo công thức: max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Trong đó: S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t Cos : Hệ số công suất phụ tải 1.2.1. Phụ tải các cấp điện áp + Phụ tải cấp điện áp máy phát(địa ph ơng): U đm = 10 (kV); P max = 9 (MW); Cos = 0,87 max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Sau khi tính toán ta có bảng số liệu: Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 1 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp t(h) Công suất 0 ữ 6 6 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22 ữ 24 P% 70 70 100 85 80 85 70 60 P(t), MVA 6,3 6,3 9 7,65 7,2 7,65 6,3 5,4 S(t), MVA 7,24 7,24 10,34 8,79 8,28 8,79 7,24 6,21 Đồ thị phụ tải địa phơng: 6 12 22 240 S(MW) t(h) 8 201814 7,24 10,34 8,79 8,28 6,21 7,24 7,24 8,79 + Phụ tải trung áp: U đm = 110 (kV); P max = 80 (MW); Cos = 0,88 max . 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp: Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 2 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp t(h) Công suất 0 ữ 6 6 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22 ữ 24 P% 65 70 85 80 85 100 75 70 P(t), MVA 52 56 68 64 68 80 60 56 S(t), MVA 59,09 63,64 77,27 72,73 77,27 90,91 68,18 63,64 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp: 6 12 22 240 S (MW) t (h) 8 201814 50,99 90,91 72,73 63,64 68,18 77,27 63,64 77,27 + Phụ tải toàn nhà máy: P max = 240 (MW); cos = 0,8 max 100 % )( P P tP = Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy: Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 3 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp t(h) Công suất 0 ữ 6 6 ữ 8 8 ữ 12 12 ữ 14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22 ữ 24 P% 80 85 95 80 85 100 85 85 P(t), MVA 192 204 228 192 204 240 204 204 S(t), MVA 240 255 285 240 255 300 255 255 Đồ thị phụ tải: 6 12 22 240 S (MW) t (h) 8 201814 240 300 285 255 240 255255 255 1.2.2. Phụ tải tự dùng Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lợng điện tự dùng chiếm 8% công suất định mức của toàn nhà máy. Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau: += nm nmtd S tS StS )( 6,04,0 100 % )( Trong đó: S td (t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t S NM : Công suất đặt của toàn nhà máy S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 4 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp : Số phần trăm lợng điện tự dùng Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: t(h) Công suất 0 ữ 6 6 ữ 8 8ữ12 12ữ14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 P% 80 85 95 80 85 100 85 85 S(t), MVA 240 255 285 240 255 300 255 255 S TD , MVA 17,16 17,75 18,92 17,16 17,75 19,5 17,75 17,75 Đồ thị phụ tải tự dùng: 6 12 22 240 S (MW) t (h) 8 201814 17,16 19,5 18,95 17,75 17,16 17,75 17,75 17,75 1.2.3. Công suất phát về hệ thống Công suất của nhà máy phát về hệ thống đợc tính theo công thức S HT = S NM - ( S UF + S UT + S TD ) Trong đó: S HT : Công suất nhà máy phát về hệ thống. S NM : Công suất phát của nhà máy. S UF : Công suất tiêu thụ của phụ tải địa phơng. Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 5 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp S UT : Công suất tiêu thụ của phụ tải trung áp. S TD : Công suất tự dùng của nhà máy. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: t(h) S (MVA) 0 ữ 6 6 ữ 8 8ữ12 12ữ14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 S UF 7,24 7,24 10,34 8,79 8,28 8,79 7,24 6,21 S UT 59,09 63,64 77,27 72,73 77,27 90,91 68,18 63,64 S TD 17,16 17,75 18,92 17,16 17,75 19,5 17,75 17,75 S NM 240 255 285 240 255 300 255 255 S HT 156,51 166,37 178,47 141,32 151,7 180,8 161,83 167,4 Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy: 6 12 22 240 S (MW) t (h) 8 201814 S NM S HT S UT S TD S UF chơng 2 Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 6 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện 2.1. Đề xuất các phơng án Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Các phơng án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện đợc tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế. Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy. Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ở chơng 1 ta có: + Phụ tải địa phơng: S max = 10,34 (MVA) S min = 6,21 (MVA) + Phụ tải trung áp: S Tmax = 90,91 (MVA) S Tmin = 59,09 (MVA) + Công suất phát vào hệ thống: S HTmax = 180,8 (MVA) S HTmin = 141,32 (MVA) Theo đề ra ta nhận thấy: + Dự trữ quay của hệ thống: S DT = 170 (MVA) + Phụ tải địa phơng : P max = 9 MW. + Công suất một bộ máy phát điện - máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ: máy phát điện - một máy biến áp. + Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) đợc trực tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp. + Phụ tải trung áp: S Tmax = 90,91 (MVA) S Tmin = 59,09 (MVA) Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai dây cuốn lên thanh góp trung áp. + Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phơng án nối điện cho nhà máy thiết kế. 2.1.1. Phơng án 1 Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 7 Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lợng nhỏ. 2.1.2. Phơng án 2 Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 8 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp. Nhợc điểm của phơng án là so với phơng án 1 thì bộ máy biến áp - máy phát điện có B 4 phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV). 2.1.3. Phơng án 3 Phơng án này có u điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp. Nhợc điểm của phơng án là điện áp bên cao và bên trung không chênh nhau nhiều nên việc sử dụng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc không có hiệu quả là bao .Trong khi đó bên cao dùng 2 bộ MF-MBA là tốn kém ,số lợng máy biến áp nhiều. Nhận xét: Qua phân tích sơ bộ các phơng án đa ra ta nhận thấy phơng án 1và phơng án 2 có nhiều u điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phơng án này để tính toán kinh tế, kỹ thuật từ đó chọn một phơng án tối u nhất cho nhà máy thiết kế. 2.2. Tính toán chọn MBA Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 9 ~ ~~ ~ Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp 2.2.1. Phơng án 1 1. Chọn máy biến áp a. Chọn biến áp bộ B 3 , B 4 Công suất của máy biến áp bộ B 3 , B 4 chọn theo điều kiện S B3 = S B4 S đmF = 75 (MVA) Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP H 80000/110 có các thông số chính sau: S đm (MVA) U C (kV) U H (kV) P 0 (kW) P n (kW) Un% I 0 % Loại 80 115 10,5 70 310 10,5 0,55 TP H 80000/110 b. Chọn công suất máy biến áp tự ngẫu B 1 , B 2 Công suất của máy biến áp tự ngẫu đợc chọn theo điều kiện: thdmbdmb SSS = 1 21 = maxmin tduFdmFth SSSS Trong đó: : Hệ số có lợi của MBATN. Sinh viên: Trần Thế Sơn Trang 10 ~ ~ ~ ~