Đồ án thiết kế tốt nghiệp gồm có 2 phần: Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 500MW Phần II: Xác định chế độ vận hành tối ưu của nhà máy theo phương pháp quy hoạch động Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Với tốc độ tăng trưởng ngành điện trung bình hằng năm khoảng 15%, vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng đủ để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy. Vì vậy, nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Trong hệ thống điện các nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thuỷ năng ... thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỉ trọng lớn như thập kỷ 80. Tuy nhiên, với thế mạnh nguồn nguyên liệu như ở nước ta, tính chất phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện thì việc củng cố và xây dựng mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu đối với giai đoạn phát triển hiện nay.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN] LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng khơng thể thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nước Với tốc độ tăng trưởng ngành điện trung bình năm khoảng 15%, vấn đề đặt cho sản xuất điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải cách hiệu quả, tin cậy Vì vậy, nhìn phương diện quốc gia việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục kịp với phát triển khoa học công nghệ giới Trong hệ thống điện nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thuỷ thành điện Hiện nước ta lượng điện sản xuất hàng năm nhà máy nhiệt điện khơng chiếm tỉ trọng lớn thập kỷ 80 Tuy nhiên, với mạnh nguồn nguyên liệu nước ta, tính chất phụ tải đáy nhà máy nhiệt điện việc củng cố xây dựng nhà máy nhiệt điện nhu cầu giai đoạn phát triển Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức học môn Hệ Thống Điện – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội em nhận đề tài thiết kế phần điện nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện nhà máy điện hội để sinh viên ôn luyện, trau dồi kiến thức chun ngành, phục vụ hữu ích cho cơng việc thực tế sau Trong đồ án em thực nhiệm vụ: chọn máy phát điện cân công suất, đề suất phương án chon máy biến áp, tính tốn dòng điện ngắn mạch lựa chọn thiết bị nhà máy, so sánh chọn phương án tối ưu, chọn khí cụ điện dây dẫn, chọn sơ đồ nối điện thiết bị tự dùng Đồ án thiết kế tốt nghiệp gồm có phần: - Phần I: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 500MW - Phần II: Xác định chế độ vận hành tối ưu nhà máy theo phương pháp quy hoạch động Mặc dù cố gắng song kiến thức kinh nghiệm thân hạn chế nên đồ án thiết kế tốt nghiệp em khó tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến từ phía thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Tùng thầy cô giáo khác mơn Hệ Thống Điện nhiệt tình hướng dẫn để em hồn thành đồ án Hà nội, tháng 12 năm 2014 Sinh viên thực Trần Hoài Nam Trần Hoài Nam - Lớp kỹ thuật điện – K54 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN-TÍNH TỐN PHỤ TẢI - CÂN BĂNG CƠNG SUẤT 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn phụ tải cân công suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải nhà máy (NM) 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải địa phương (10kV) 1.2.4 Đồ thị phụ tải trung áp (110kV) .8 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp (220kV) 1.2.6 Công suất phát hệ thống (VHT) 10 CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14 2.1 Đề xuất phương án nối dây .14 2.1.1 Phương án 15 2.1.2 Phương án 15 2.1.3 Phương án 16 2.1.4 Phương án 17 2.2 Tính tốn chọn máy biến áp 18 2.2.1 Phương án 18 2.2.2 Phương án 27 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 38 3.1 Tính điện kháng phần tử sơ đồ 38 3.2 Xác định điểm ngắn mạch tính tốn .39 3.3 Tính tốn ngắn mạch cho phương án 40 3.3.1 Điểm ngắn mạch N-1 40 3.3.2 Điểm ngắn mạch N-2 .42 3.3.3 Điểm ngắn mạch N-3 .45 3.3.4 Điểm ngắn mạch N-4 .47 3.3.5 Điểm ngắn mạch N-5 .48 3.4 Tính tốn ngắn mạch cho phương án 48 3.4.1 Điểm ngắn mạch N-1 .49 3.4.2 Điểm ngắn mạch N-2 .51 3.4.3 Điểm ngắn mạch N-3 .54 3.4.4 Điểm ngắn mạch N-4 .56 3.4.5 Điểm ngắn mạch N-5 .57 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .58 4.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị phân phối (TBPP) 58 4.1.1 Phương án 58 4.1.2 Phương án 59 4.2 Chọn máy cắt điện cho mạch 60 4.3 Tính tốn kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu 61 4.3.1 Các tiêu kinh tế phương án .62 4.3.2 Các tiêu kinh tế phương án .64 4.4 So sánh tiêu kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu 66 CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 68 5.1 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát .68 5.1.1 Chọn loại tiết diện dẫn 68 5.1.2 Kiểm tra ổn định động 69 5.2 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng 71 5.3 Chọn góp dẫn mềm .72 5.3.1 Chọn dẫn mềm làm góp cấp điện áp 220kV 72 5.3.2 Chọn dẫn mềm làm góp cấp điện áp 110kV 75 5.4 Chọn dao cách ly mạch điện 78 5.5 Chọn máy biến dòng điện (BI) máy biến điện áp (BU) 79 5.5.1 Chọn máy biến điện áp (BU) 79 5.5.2 Chọn máy biến dòng điện (BI) 82 5.6 Chọn cáp kháng đường dây cho phụ tải địa phương 85 5.6.1 Chọn cáp cho phụ tải địa phương 85 5.6.2 Chọn kháng đường dây cho phụ tải địa phương 88 5.7 Chọn máy cắt, dao cách ly cho phụ tải địa phương 93 5.7.1 Chọn dao cách ly 93 5.7.2 Chọn máy cắt điện 94 5.8 Chọn chống sét van cho cấp điện áp .95 5.8.1 Chọn chống sét van cho góp 95 5.8.2 Chọn chống sét van cho máy biến áp 95 CHƯƠNG 6: CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG .98 6.1 Chọn sơ đồ tự dùng .98 6.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện tự dùng .99 6.2.1 Chọn máy biến áp tự dùng 10,5/6,3kV 99 6.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng 6,3/0,4kV 100 6.2.3 Chọn máy cắt 10,5 kV 100 6.2.4 Chọn dao cách ly 10,5KV 101 6.2.5 Chọn máy cắt phía hạ máy biến áp tự dùng cấp (6,3kV) 101 6.2.6 Chọn aptomat .102 PHẦN II 104 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CỦA NHÀ MÁY THEO PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH ĐỘNG 104 1.1 Đặt vấn đề 104 1.2 Cơ sở lý thuyết 105 1.2.1 Khái niệm phương pháp quy hoạch động .105 1.2.2 Bài toán 106 1.2.3 Áp dụng phương pháp quy hoạch động vào giải toán 107 1.3 Tính tốn cụ thể 111 1.3.1 Quá trình ngược 111 1.3.2 Quá trình thuận 117 1.4 Xác định chế độ vận hành tiêu hao nhiên liệu tổng ngày phân bố tối ưu công suất tổ máy 119 1.5 Xác định chế độ vận hành tiêu hao nhiên liệu tổng ngày phân bố công suất cho tổ máy 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN-TÍNH TỐN PHỤ TẢI -CÂN BĂNG CƠNG SUẤT Tính tốn phụ tải cân công suất phần quan trọng nhiệm vụ thiết kế đồ án nhà máy điện Nó định tính đúng, sai tồn q trình tính tốn sau Ta tiến hành tính tốn cân công suất theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải cấp điện áp hàng ngày hệ số cơng suất cấp khơng giống tính tốn cân theo cơng suất biểu kiến S với sai số cho phép thiết kế 1.1 Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất 100MW cung cấp cho phụ tải địa phương cấp 10kV, phụ tải trung áp 110kV, phụ tải cao áp 220kV nối với hệ thống cấp 220kV, công suất tự dùng 5,4% công suất định mức nhà máy với hệ số công suất phụ tải tự dùng 0,84 Để thuận tiện cho việc xây dụng vận hành ta chọn máy phát điện loại Căn vào yêu cầu ta chọn máy phát loại TB 100 2T với thông số kỹ thuật ghi bảng sau: (Tra PL1.1 trang 113 sách “ thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp PGS-TS Phạm Văn Hoà”) Bảng 1.1 Thông số máy phát điện Thông số định mức Loại máy phát TB 100 2T 1.2 n (v/ph ) S P U (MVA) (MW) (kV) 3000 117,65 100 10,5 Điện kháng tương đối Cos 0,85 I (kA) 6,47 X d'' X d' Xd 0,1826 0,263 1,788 Tính tốn phụ tải cân cơng suất Điện dạng lượng đặc biệt, có khả tích lũy với cơng suất lớn điện sản xuất đến đâu phải tiêu thụ hết đến Lượng điện nhà máy điện phát phải cân với lượng điện tiêu thụ phụ tải thời điểm Trong thực tế mức độ tiêu thụ điện phụ tải ln thay đổi theo thời gian Do việc tìm đồ thị phụ tải việc quan trọng với người thiết kế vận hành, nhờ có đồ thị phụ tải ta lựa chọn phương án, sơ đồ nối điện phù hợp để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài từ đồ thị phụ tải cho phép chọn dung lượng máy biến áp, phân bố công suất tối ưu nhà máy điện tổ máy nhà máy Để chọn dung lượng và tính tốn tổn thất điện máy biến áp, cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngày nhà máy Máy biến áp chọn theo công suất biểu kiến, mặt khác hệ số cos cấp điện áp khác không nhiều nên cân cơng suất tính tốn dạng cơng suất biểu kiến cấp điện áp nhà máy thiết kế 1.2.1 Đồ thị phụ tải nhà máy Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy có công suất định mức 100 MW với hệ Cos F 0,84 số công suất định mức Công suất đặt nhà máy: S dmNM n.PdmF 5.100 595, 238 Cos F 0,84 (MVA) Trong đó: - PdmF - n : Số tổ máy phát (n=5) : Công suất định mức tổ máy phát PdmF 100 (MW) Công suất phát nhà máy thời điểm t chế độ làm việc bình thường tính theo cơng thức sau: S NM (t ) PNM %(t ) S dmNM 100 (MVA) Trong đó: - S NM (t ) - PNM %(t ) - Cos F : công suất biểu kiến phụ tải nhà máy thời điểm t (MVA) : phần trăm cơng suất phát tồn nhà máy thời điểm t (MW) : hệ số công suất định mức máy phát Cos F 0,84 Ví dụ thời gian: – (h) S NM (t ) PNM %(t ) 75 SdmNM 595, 238 446, 429 100 100 (MVA) Phụ tải nhà máy thời điểm t tổng kết bảng sau: Bảng 1.2 Phụ tải nhà máy điện theo thời gian Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 20-24 PNM (%) 75 80 90 100 80 S NM (t ) MVA 446,429 476,190 535,714 595,238 476,190 SNM(MVA) 595,238 600 550 535,714 500 476,190 446,429 450 400 476,190 10 12 14 16 Hình 1.1: Đồ thị phụ tải nhà máy 18 20 22 t(h) 24 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế, ta có cơng suất tự dùng cực đại 5,4% công suất định mức CosTD 0,84 nhà máy với hệ số công suất Công suất tự dùng theo thời gian nhà máy: STD (t ) S (t ) � % n.PdmF � 0, 0, NM � � 100 CosTD � SdmNM � (MVA) Trong đó: - STD (t ) - PdmF - SdmNM - S NM (t ) - % : phần trăm công suất điện tự dùng cực đại % 5, 4% : công suất biểu kiến phụ tải tự dùng thời điểm t (MVA) : công suất tác dụng tổ máy phát ( : công suất đặt nhà máy ( SdmNM PdmF =100 MW) =595,238 MVA) : công suất phát nhà máy thời điểm t (MVA) Ví dụ thời gian 0-6 (h): STD (t ) 5, 500 � 446, 429 � 0, 0, 27,321 � 100 0,84 � 595, 238 � � (MVA) Phụ tải tự dùng thời điểm t tổng kết bảng sau: Bảng 1.3 Phụ tải tự dùng nhà máy điện theo thời gian Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 S NM (t ) MVA 446,429 476,190 535,714 595,238 476,190 STD (t ) MVA 27,321 28,286 30,214 32,143 28,286 STD(MVA) 33 32,143 32 31 30,214 30 29 28,286 28,286 28 27,321 27 10 12 14 16 18 20 22 t(h) 24 20-24 Hình 1.2: Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải địa phương (10kV) Phụ tải địa phương nhà máy có: U dmDP 10,5kV , PDP Max 13MW , Cos DP 0,82 Phụ tải địa phương thời điểm xác định theo công thức sau: PDP %(t ) PDP Max 100 Cos DP (MVA) S DP (t ) Trong đó: - S DP (t ) - PDP Max - PDP %(t ) - : công suất biểu kiến phụ tải địa phương thời điểm t (MVA) : công suất tác dụng cực đại phụ tải địa phương ( PDP Max =13MW) : cơng suất tác dụng tính theo % công suất tác dụng cực đại phụ tải địa phương thời điểm t (%) Cos DP : hệ số cơng suất trung bình phụ tải địa phương Cos DP 0,82 Ví dụ thời gian: 0-8 (h) S DP (t ) 75 13 11,891 100 0,82 (MVA) Bảng 1.4 Phụ tải địa phương theo thời gian ngày Thời gian (h) 0-8 8-12 12-16 16-20 20-24 PDP Max (t ) 75 85 90 100 90 11,890 13,476 14,268 15,854 14,268 S DP (t ) (MVA) SDP(MVA) 15,854 16 15 14,268 14 14,268 13,476 13 11,890 12 11 10 12 14 16 18 Hình 1.3: Đồ thị phụ tải địa phương 20 22 t(h) 24 1.2.4 Đồ thị phụ tải trung áp (110kV) Phụ tải trung áp nhà máy có: U dmT 110kV , PT Max 130MW , CosT 0,86 Phụ tải trung áp thời điểm t tính tốn theo cơng thức sau: ST (t ) PT %(t ) PT Max 100 CosT (MVA) Trong đó: - ST (t ) - PT Max - PT %(t ) - CosT : công suất biểu kiến phụ tải trung áp thời điểm t (MVA) : công suất tác dụng phụ tải trung áp cực đại PT Max 130MW : công suất phụ tải trung áp thời điểm t (%) : hệ số cơng suất trung bình phụ tải trung áp CosT 0,86 Ví dụ 0-6 (h): ST (t ) 70 130 105,814 100 0,86 (MVA) Biến thiên phụ tải trung áp tổng kết bảng sau: Bảng 1.5 Phụ tải trung áp theo thời gian ngày Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 PT %(t ) 70 80 90 80 75 105,814 120,930 136,047 120,930 113,372 ST (t ) (MVA) ST(MVA) 140 136,047 130 120,930 120 120,930 113,372 110 100 105,814 10 12 14 16 Hình 1.4: Đồ thị phụ tải trung áp 18 20 22 t(h) 24 1.2.5 Đồ thị phụ tải cao áp (220kV) Phụ tải cao áp nhà máy có: U dmC 220kV , PC Max 180MW , CosC 0,85 Phụ tải cao áp thời điểm t tính tốn theo công thức sau: SC (t ) PC %(t ) PC Max 100 CosC (MVA) Trong đó: - SC (t ) - PC Max - PC %(t ) - CosC : công suất biểu kiến phụ tải cao áp thời điểm t (MVA) PC Max 180MW : công suất tác dụng phụ tải cao áp cực đại : công suất phụ tải cao áp thời điểm t (%) : hệ số cơng suất trung bình phụ tải cao áp CosC 0,85 Ví dụ thời gian 0-8(h): SC (t ) 70 180 148, 235 100 0,85 (MVA) Biến thiên phụ tải cao áp tổng kết bảng sau: Bảng 1.6 Phụ tải cao áp theo thời gian ngày Thời gian (h) 0-8 8-12 12-16 16-18 18-24 PC %(t ) 70 85 90 100 70 148,235 180,000 190,588 211,765 148,235 SC (t ) (MVA) SC(MVA) 220 211,765 210 200 190,588 190 180,000 180 170 160 148,235 150 140 148,235 10 12 14 16 18 Hình 1.5: Đồ thị phụ tải cao áp 20 22 t(h) 24 P1 có tiêu hao nhiên liệu nhỏ tương ứng với hai trị số cơng suất tiêu hao nhiên liệu P2 tối ưu mặt Bước 3: xác định lời giải tối ưu có điều kiện cho tổ máy Ứng với giá trị công suất tổng Pft khác ta có: f Pft B3 P3 f Pft P3 P3 Min �P3 �P3 Max Trong đó: f3 P3 chi phí nhiên liệu tổ máy phát công suất tương ứng f Pft P3 chi phí nhiên liệu nhỏ tổ máy làm việc ứng với phụ P P tải tổng ft Giá trị xác định từ bước f Pft B3 P3 f Pft P3 Cách xác định chi phí nhiên liệu tổng trường hợp máy Để tiện lợi ta dùng bảng để xác định số cực tiểu theo đường chéo f3 P3 Giá trị Bảng 1.2 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu xét tổ máy P3 P f P1 P2 Trong đó: f1 f2 fi fn Pn P3j P3m B31 B32 B3j B3m 2 Pi P32 B3 P31 2 3 3 3 3 3 P11/f 11 P12/f 12 3 3 P1j/f 1j 3 3 P1m/f 1m P21/f 21 Pi1/f i1 Pn1/f n1 Pi j/f i j Pn m/f n m tương tự f3 P3 trị P3 j , B3 j trị số công suất, trị số tiêu hao nhiên liệu tổ máy j �m Pij3 P Pi P3 j công suất tổng mà máy phát phát ij Với Pi lấy từ kết bước 2, giá trị công suất mà máy phát phát fij3 trị số tiêu hao nhiên liệu tổng tổ máy Khi máy phát 1,2 phát công suất Pi , 2 tiêu hao nhiên liệu f i ( Bi , fi lấy từ kết bước 2) Máy phát phát công suất P3 j , tiêu hao nhiên liệu B3j ta có: f ij3 f i B3 j , i �n , j �m Quá trình tiếp tục tổ máy cuối (n) Bước n: Cho n tổ máy vào làm việc Ta có bảng kết sau: Bảng 1.3 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu xét n tổ máy Pn P n-1 Bn f n-1 P1 n-1 n-1 n-1 f1 n-1 Pn1 Pn2 Pnj Pnm Bn1 Bn2 Bnj Bnm n n n n n n n n f2 P21/f 21 n-1 fi Pi1/f i1 n-1 fn P2 Pi Pk n-1 n-1 n n P11/f 11 P12/f 12 Pn1/f n1 n n n n P1j/f 1j n n n n P1m/f 1m Pi j/f i j Pk m/f k m Trong đó: Pnj , Bnj trị số công suất, trị số tiêu hao nhiên liệu tổ máy n j �m n 1 P n Pi n 1 Pnj công suất tổng mà n máy phát phát ij Với Pi lấy từ kết bước (n-1) giá trị công suất mà (n-1) máy phát phát Pijn Bijn trị số tiêu hao nhiên liệu tổng n tổ máy Khi máy phát 1,2…(n-1) phát công suất n 1 n 1 n 1 n 1 trước đó) tổng , tiêu hao nhiên liệu fi ( Pi , fi lấy từ kết bước P B Máy phát n phát công suất nj , tiêu hao nhiên liệu nj ta có: f ijn f i n1 Bnj , i �k , j �m Đến ta kết thúc trình ngược chuyển sang trình thuận Q trình thuận * Với cơng suất yêu cầu PT từ bước n bảng số ta xác định tiêu hao nhiên liệu nhỏ n tổ máy theo bảng số ta xác định cơng suất tổ máy n công suất tổng (n-1) tổ máy lại tương ứng Q trình tiếp tục đến ta xác định công suất tổ máy thứ Công suất n tổ máy tìm tối ưu mặt tiêu hao nhiên liệu ứng với cơng suất u cầu 1.3 Tính toán cụ thể Nội dung yêu cầu thiết kế đồ án “ Phân bố công suất tối ưu cho tổ máy nhà máy điện theo phương pháp quy hoạch động” cho đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy bảng 2.1 Bảng 1.4 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P,MW 40 50 60 70 80 90 100 B1 20,5 23,1 26,4 30,2 33,8 36,6 40,1 B2 21,2 23,5 26,8 30,6 34,2 36,7 41,2 B3 19,6 22,8 26,6 29,8 34,1 36,4 40,8 B4 18,6 22,6 26,7 29,9 33,7 36,9 42,0 B5 20,6 23,2 25,7 30,4 33,9 35,8 40,5 B, T/h 1.3.1 Quá trình ngược Bước : Đầu tiên ta xét toán cho tổ máy Ta chọn tổ máy số để xét Bảng 1.5 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P1(MW) 40 50 60 70 80 90 100 B1(T/h) 20,5 23,1 26,4 30,2 33,8 36,6 40,1 Bước : Tiếp theo xác định lời giải tối ưu có điều kiện cho hai tổ máy Bảng 1.6 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P1(MW) 40 50 60 70 80 90 100 20,5 23,1 26,4 30,2 33,8 36,6 40,1 B1(T/h) P2 (MW) B2(T/h) 40 21,2 80/41,7 90/44,3 100/47,6 110/51,4 120/55,0 130/57,8 140/61,3 50 23,5 90/44,0 100/46,6 110/49,9 120/53,7 130/57,3 140/60,1 150/63,6 60 26,8 100/47,3 110/49,9 120/53,2 130/57,0 140/60,6 150/63,4 160/66,9 70 30,6 110/51,1 120/53,7 130/57,0 140/60,8 150/64,4 160/67,2 170/70,7 80 34,2 120/54,7 130/57,3 140/60,6 150/64,4 160/68,0 170/70,8 180/74,3 90 36,7 130/57,2 140/59,8 150/63,1 160/66,9 170/70,5 180/73,3 190/76,8 100 41,2 140/61,7 150/64,3 160/67,6 170/71,4 180/75,0 190/77,8 200/81,3 Những tơ màu xám có tiêu hao nhiên liệu nhỏ xét bước tiếp theo: Ta có bảng mức tiêu hao nhiên liệu theo cơng suất: Bảng 1.7 Chi phí nhiên liệu nhỏ tổ máy P12 f12 P12 f12 (MW) (Tấn/h) (MW) (Tấn/h) 80 41,7 150 63,1 90 44,0 160 66,9 100 46,6 170 70,5 110 49,9 180 73,3 120 53,2 190 76,8 130 57,0 200 81,3 140 59,8 Bước 3: Xác định lời giải tối ưu có điều kiện cho ba tổ máy 1, Bảng 1.8 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy 1, P3 MW P12 (MW ) 40 50 60 70 80 90 100 19,6 22,8 26,6 29,8 34,1 36,4 40,8 B3 T / h f12 T / h 80 41,7 120/61,3 130/64,5 140/68,3 150/71,5 160/75,8 170/78,1 180/82,5 90 44,0 130/63,6 140/66,8 150/70,6 160/73,8 170/78,1 180/80,4 190/84,8 100 46,6 140/66,2 150/69,4 160/73,2 170/76,4 180/80,7 190/83,0 200/87,4 110 49,9 150/69,5 160/72,7 170/76,5 180/79,7 190/84,0 200/86,3 210/90,7 120 53,2 160/72,8 170/76,0 180/79,8 190/83,0 200/87,3 210/89,6 220/94,0 130 57,0 170/76,6 180/79,8 190/83,6 200/86,8 210/91,1 220/93,4 230/97,8 140 59,8 180/79,4 190/82,6 200/86,4 210/89,6 220/93,9 230/96,2 240/100,6 150 63,1 190/82,7 200/85,9 210/89,7 220/92,9 230/97,2 240/99,5 250/103,9 160 66,9 200/86,5 210/89,7 220/93,5 230/96,7 240/101, 250/103,3 260/107,7 170 70,5 210/90,1 220/93,3 230/97,1 240/100,3 250/104, 260/106, 270/111,3 180 73,3 220/92,9 230/96,1 240/99,9 250/103,1 260/107, 270/109,7 280/114,1 190 76,8 230/96,4 240/99,6 250/103, 260/106,6 270/110,9 280/113,2 290/117,6 200 81,3 240/100,9 250/104,1 260/107, 270/111,1 280/115,4 290/117,7 300/122,1 Những ô tơ màu xám có tiêu hao nhiên liệu nhỏ xét bước tiếp theo: Ta có bảng mức tiêu hao nhiên liệu theo công suất: Bảng 1.9 Chi phí nhiên liệu nhỏ tổ máy 1, P123 f123 P123 f123 (MW) (Tấn/h) (MW) (Tấn/h) 120 61,3 220 92,9 130 63,6 230 96,1 140 66,2 240 99,5 150 69,4 250 103,1 160 72,7 260 106,6 170 76,0 270 109,7 180 79,4 280 113,2 190 82,6 290 117,6 200 85,9 300 122,1 210 89,6 Bước : Tính tốn cho bốn tổ máy 1, 2, 3, Bảng 1.10 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy 1, 2, P4 MW 40 50 60 70 80 90 100 18,6 22,6 26,7 29,9 33,7 36,9 42,0 B4 T / h P123 (MW) f123 T / h 120 61,3 160/79,9 170/83,9 180/88,0 190/91,2 200/95,0 210/98,2 220/103,3 130 63,6 170/82,2 180/86,2 190/90,3 200/93,5 210/97,3 220/100,5 230/105,6 140 66,2 180/84,8 190/88,8 200/92,9 210/96,1 230/103,1 240/108,2 150 69,4 190/88,0 200/92,0 210/96,1 220/99,3 240/106,3 250/111,4 160 72,7 200/91,3 210/95,3 220/99,4 230/102,6 250/109,6 260/114,7 170 76,0 210/94,6 220/98,6 230/102,7 240/105,9 260/112,9 270/118,0 180 79,4 230/102,0 240/106,1 250/109,3 270/116,3 280/121,4 190 82,6 240/105,2 250/109,3 260/112,5 270/116,3 280/119,5 290/124,6 200 85,9 250/108,5 260/112,6 270/115,8 280/119,6 290/122,8 300/127,9 210 89,6 220/98,0 230/101, 240/104, 250/108, 220/99,9 230/103, 240/106, 250/109, 260/113,1 260/112,2 270/116,3 280/119,5 300/126,5 310/131,6 220 92,9 260/111,5 270/115,5 280/119,6 290/122,8 310/129,8 320/134,9 230 96,1 270/114,7 280/118,7 290/122,8 300/126, 320/133,0 330/138,1 240 99,5 280/118,1 290/122,1 300/126,2 310/129,4 330/136,4 340/141,5 250 103,1 300/125,7 310/129,8 320/133,0 340/140,0 350/145,1 260 106,6 310/129,2 320/133,3 330/136,5 350/143,5 360/148,6 270 109,7 320/132,3 330/136,4 340/139,6 360/146,6 370/151,7 280 113,2 330/135,8 340/139,9 350/143,1 370/150,1 380/155,2 290 117,6 340/140,2 350/144,3 360/147,5 380/154,5 390/159,6 290/121, 300/125, 310/128, 320/131, 330/136, 290/123, 300/126, 310/129, 320/133, 330/136, 340/140, 350/143, 360/146, 370/151, 300 340/140, 122,1 350/144,7 360/148,8 370/152,0 380/155, 390/159,0 400/164,1 Những ô tô màu xám có tiêu hao nhiên liệu nhỏ xét bước tiếp theo: Ta có bảng mức tiêu hao nhiên liệu theo cơng suất: Bảng 1.11 Chi phí nhiên liệu nhỏ tổ máy 1, 2, P1234 f1234 P1234 f1234 (MW) (Tấn/h) (MW) (Tấn/h) 160 79,9 290 121,7 170 82,2 300 125,2 180 84,8 310 128,3 190 88,0 320 131,8 200 91,3 330 135,8 210 94,6 340 139,6 220 98,0 350 143,1 230 101,2 360 146,6 240 104,5 370 150,1 250 108,2 380 154,5 260 111,5 390 159,0 270 114,7 400 164,1 280 118,1 Bước : Tính tốn cho năm tổ máy 1, 2, 3, Bảng 1.12 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy 1, 2, 3, P5 MW P1234 (MW) 40 50 60 70 80 90 100 20,6 23,2 25,7 30,4 33,9 35,8 40,5 B5 T / h f1234 T / h 160 79,9 200/100, 210/103,1 220/105,6 230/110,3 240/113,8 250/115,7 260/120,4 170 82,2 210/102, 220/105,4 230/107,9 240/112,6 250/116,1 260/118,0 270/122,7 180 84,8 220/105, 230/108,0 240/110,5 250/115,2 260/118,7 270/120,6 280/125,3 190 88,0 230/108, 240/111,2 250/113,7 260/118,4 270/121,9 280/123,8 290/128,5 200 91,3 240/111,9 250/114,5 260/117,0 270/121, 280/125,2 290/127,1 300/131,8 210 94,6 250/115,2 260/117,8 270/120,3 280/125, 290/128,5 300/130,4 310/135,1 220 98,0 260/118,6 270/121,2 280/123,7 290/128, 300/131,9 310/133,8 320/138,5 230 101,2 270/121, 280/124,4 290/126,9 300/131, 310/135,1 320/137,0 330/141,7 240 104,5 280/125, 290/127,7 300/130,2 310/134, 320/138,4 330/140,3 340/145,0 250 108,2 290/128, 300/131,4 310/133,9 320/138, 330/142,1 340/144,0 350/148,7 260 111,5 300/132, 310/134,7 320/137,2 330/141, 340/145,4 350/147,3 360/152,0 270 114,7 310/135, 320/137,9 330/140,4 340/145, 350/148,6 360/150,5 370/155,2 280 118,1 320/138, 330/141,3 340/143,8 350/148, 360/152,0 370/153,9 380/158,6 290 121,7 330/142, 340/144,9 350/147,4 360/152, 370/155,6 380/157,5 390/162,2 300 125,2 340/145, 350/148,4 360/150,9 370/155, 380/159,1 390/161,0 400/165,7 310 128,3 350/148, 360/151,5 370/154,0 380/158, 390/162,2 400/164,1 410/168,8 320 131,8 360/152, 370/155,0 380/157,5 390/162, 400/165,7 410/167,6 420/172,3 330 135,8 370/156, 380/159,0 390/161,5 400/166, 410/169,7 420/171,6 430/176,3 340 139,6 380/160, 390/162,8 400/165,3 410/170, 420/173,5 430/175,4 440/180,1 350 143,1 390/163, 400/166, 410/168,8 420/173, 430/177,0 440/178,9 450/183,6 360 146,6 400/167, 410/169,8 420/172,3 430/177, 440/180,5 450/182,4 460/187,1 370 150,1 410/170, 420/173,3 430/175,8 440/180, 450/184,0 460/185,9 470/190,6 380 154,5 420/175, 430/177,7 440/180,2 450/184, 460/188,4 470/190,3 480/195,0 390 159,0 430/179, 440/182,2 450/184,7 460/189, 470/192,9 480/194,8 490/199,5 400 164,1 440/184, 450/187,3 460/189,8 470/194, 480/198,0 490/199,9 500/204,6 Những tơ màu xám có tiêu hao nhiên liệu nhỏ xét bước tiếp theo: Ta có bảng mức tiêu hao nhiên liệu theo cơng suất: Bảng 1.13 Chi phí nhiên liệu nhỏ tổ máy 1, 2, 3, P12345 f12345 P12345 f12345 (MW) (Tấn/h) (MW) (Tấn/h) 200 100,5 360 150,5 210 102,8 370 153,9 220 105,4 380 157,5 230 107,9 390 161,0 240 110,5 400 164,1 250 113,7 410 167,6 260 117,0 420 171,6 270 120,3 430 175,4 280 123,7 440 178,9 290 126,9 450 182,4 300 130,2 460 185,9 310 133,8 470 190,3 320 137,0 480 194,8 330 140,3 490 199,5 340 143,8 350 147,3 500 204,6 Sau năm bước ta thực xong trình ngược 1.3.2 Quá trình thuận Ở trình ta thiết lập bảng phân bố tối ưu công suất tổ máy dựa vào kết thu sau trình ngược Ta có bảng phân bố tối ưu cơng suất sau: Bảng 1.14 Bảng phân bố tối ưu công suất cho tổ máy Pt (MW) Bt Công suất tối ưu tổ máy (Tấn/h) P5 MW P4 MW P3 MW P2 MW P1 MW 200 40 40 40 40 40 100,5 210 50 40 40 40 40 102,8 220 40 40 40 50 50 105,4 220 50 40 40 50 40 105,4 230 60 40 40 50 40 107,9 240 60 40 40 50 50 110,5 250 60 40 50 50 50 113,7 260 60 40 50 50 60 117,0 270 60 40 50 60 60 120,3 280 60 40 40 50 90 123,7 290 60 40 50 90 50 126,9 300 60 40 50 90 60 130,2 310 90 40 40 90 50 133,8 320 90 40 50 90 50 137,0 330 90 40 50 90 60 140,3 340 60 40 90 90 60 143,8 350 90 40 70 90 60 147,3 360 90 40 50 90 90 150,5 370 90 40 90 90 60 153,9 380 60 40 90 90 100 157,5 380 90 40 70 90 90 157,5 390 90 40 70 90 100 161,0 400 90 40 90 90 90 164,1 410 90 40 90 90 100 167,6 420 90 50 90 90 100 171,6 430 90 70 90 90 90 175,4 440 90 70 90 90 100 178,9 450 90 90 90 90 90 182,4 460 90 90 90 90 100 185,9 470 90 90 100 90 100 190,3 480 90 90 100 100 100 194,8 490 100 90 100 100 100 199,5 500 100 100 100 100 100 204,6 Nhận xét : Trường hợp ứng với công suất yêu cầu nhà máy 380 MW ta có hai phương án phân bố công suất cho tổ máy (được tô màu vàng trên) để đạt mức tiêu hao nhiên liệu nhỏ so với phương án lại Ta chọn phương án thứ hai (ở dưới) phương án tổ máy phải thay đổi công suất phát so với trạng thái làm việc trước 1.4 Xác định chế độ vận hành tiêu hao nhiên liệu tổng ngày phân bố tối ưu công suất tổ máy Biến thiên phụ tải ngày nhà máy cho bảng sau: Bảng 1.15 Biến thiên phụ tải ngày nhà máy Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 20-24 P(%) 75 80 90 100 80 P(MW) 375 400 450 500 400 Tra bảng 1.14 ta có bảng sau : Bảng 1.16 Tiêu hao nhiên liệu nhỏ ứng với biến thiên phụ tải ngày nhà máy Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 20-24 P (MW) 375 400 450 500 400 Bt (T/h) X 164,1 182,4 204,6 164,1 Tiêu hao nhiên liệu ứng với công suất tổng nhà máy P = 375 MW ta xác định cách thay đổi cơng suất tổ máy cho có cơng suất tổng 375 MW dựa vào phân bố tối ưu công suất tổ máy ứng với công suất tổng là: P = 370 MW có Bảng 1.14 Theo bảng 1.14 với công suất P = 370 MW ta có phân bố cơng suất tổ máy: Bảng 1.17 Phân bố công suất tổ máy với P = 370MW Pt (MW) P1 P2 P3 P4 P5 Bt (T/h) 370 60 90 90 40 90 153,9 Vì lượng cơng suất thay đổi 370 MW 375 MW P = MW tương đối nhỏ, đơn giản xét phân bố tối ưu công suất cho tổ máy công suất thay đổi từ 370 MW lên 375 MW, ta tăng công suất tổ máy năm tổ máy lên MW tổ máy lại cơng suất giữ ngun Từ ta tìm tiêu hao nhiên liệu tổng cho trường hợp, riêng tổ máy phát với công suất định mức nên trường hợp cơng suất giữ nguyên Trong trường hợp trường hợp có tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ ta chọn phương án tối ưu Ta có bảng tiêu hao nhiên liệu tổ máy sau: B B1 P P1 B2 B1 P2 P1 Bảng 1.18 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu tổ máy P,MW 40 45 50 60 65 70 80 90 95 100 B1 20,5 21,8 23,1 26,4 28,3 30,2 33,8 36,6 38,4 40,1 B2 21,2 22,4 23,5 26,8 28,7 30,6 34,2 36,7 39,0 41,2 B3 19,6 21,2 22,8 26,6 28,2 29,8 34,1 36,4 38,6 40,8 B4 18,6 20,6 22,6 26,7 28,3 29,9 33,7 36,9 39,5 42,0 B5 20,6 21,9 23,2 25,7 28,1 30,4 33,9 35,8 38,2 40,5 B, T/h Từ ta có năm trường hợp xảy cho bảng sau: Bảng 1.19 Phân bố công suất phát tổ máy Pi(MW)/Bi(T/h) i=1 65/28,3 60/26,4 60/26,4 60/26,4 60/26,4 i=2 90/36,7 95/39,0 90/36,7 90/36,7 90/36,7 i=3 90/36,4 90/36,4 95/38,6 90/36,4 90/36,4 i=4 40/18,6 40/18,6 40/18,6 45/20,6 40/18,6 i=5 90/35,8 90/35,8 90/35,8 90/35,8 95/38,2 Pt/Bt 375/155,8 375/156,2 375/156,1 375/155,9 375/156,3 Ơ màu xanh xám chọn có tiêu hao nhiên liệu tổng nhỏ Như ta B 155,8 thấy trường hợp ứng với tiêu hao nhiên liệu Min (Tấn/h) phương án phân bố công suất tối ưu tổ máy ứng với công suất nhà máy 375 MW Bảng 1.20 Công suất phát tối ưu tổ máy Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 20-24 PNM % 75 80 90 100 80 375 400 450 500 400 Tổng chi phí (T/h) 155,8 164,1 182,4 204,6 164,1 Công suất phát tổ máy (MW) 65 90 90 100 90 Công suất phát tổ máy (MW) 90 90 90 100 90 Công suất phát tổ máy (MW) 90 90 90 100 90 Công suất phát tổ máy (MW) 40 40 90 100 40 Công suất phát tổ máy (MW) 90 90 90 100 90 Công suất cần phát P t MW Vậy tiêu hao nhiên liệu toàn nhà máy ngày: BVHTU �Bi ti 155,8.6 164,1.4 182, 4.4 204, 6.6 164,1.4 4204,8 (Tấn/h) 1.5 Xác định chế độ vận hành tiêu hao nhiên liệu tổng ngày phân bố công suất cho tổ máy Sử dụng cơng thức nội suy tuyến tính (2.1) ta lập bảng tiêu hao nhiên liệu sau: Bảng 1.21 Bảng phân bố công suất tiêu hao nhiên liệu phân bố công suất cho tổ máy Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-20 20-24 P(MW) 375 400 450 500 400 Pi(MW) (i=1, ,5) 75 80 90 100 80 B1(T/h) 32,0 33,8 36,6 40,1 36,6 B2(T/h) 32,4 34,2 36,7 41,2 36,7 B3(T/h) 32,0 34,1 36,4 40,8 36,4 B4(T/h) 31,8 33,7 36,9 42,0 36,9 B5(T/h) 32,2 33,9 35,8 40,5 35,8 Bt(T/h) 160,3 169,7 182,4 204,6 182,4 Tiêu hao nhiên liệu tổng nhà máy ngày chế độ phân bố công suất cho tổ máy: BTB �Bi ti 1160,3.6 169, 7.4 182, 4.4 204, 6.6 182, 4.4 4327, (Tấn/h) Nhận xét : - Tiêu hao nhiên liệu tổng toàn nhà máy ngày theo chế độ vận hành tối ưu công suất nhỏ chế độ vận hành phân bố công suất cho tổ máy - Lượng nhiên liệu tiết kiệm vận hành tối ưu công suất so với chế độ phân bố công B BVHTU BTB 4327, 4204,8 122, suất (Tấn/ngày) TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.Nguyễn Hữu Khái Thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp ( Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2006) TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp (Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2009) PGS.TS Trần Bách Lưới điện hệ thống điện tập I ( Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2005) Ngô Hồng Quang 101 tập lưới điện, cung cấp điện, khí đường dây (Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2006) PGS.TS Phạm Văn Hòa ThS Phạm Ngọc Hùng Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp (Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007) GS.TS Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện (Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007) PGS.TS Trần Bách Tối ưu hóa chế độ hệ thống điện () PGS.TS Nguyễn Lân Tráng Quy hoạch phát triển hệ thống điện (Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007) Hoàng Hữu Thận Hướng dẫn thiết kế trạm biến áp 10 Thông tư 16/2014/TT-BCT ngày 29/5/2014 công thương thực giá bán điện ... THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN-TÍNH TỐN PHỤ TẢI -CÂN BĂNG CƠNG SUẤT Tính tốn phụ tải cân công suất phần quan trọng nhiệm vụ thiết kế đồ án nhà máy điện Nó định... lượng máy biến áp, phân bố công suất tối ưu nhà máy điện tổ máy nhà máy Để chọn dung lượng và tính tốn tổn thất điện máy biến áp, cần thiết lập sơ đồ phụ tải ngày nhà máy Máy biến áp chọn theo công. .. công suất biểu kiến, mặt khác hệ số cos cấp điện áp khác không nhiều nên cân cơng suất tính tốn dạng công suất biểu kiến cấp điện áp nhà máy thiết kế 1.2.1 Đồ thị phụ tải nhà máy Nhà máy nhiệt điện