Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT điện NGƯNG hơi

Ngày nay nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Bên cạnh việc phát triển các ngành kinh tế

ĐỀ TÀI Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Tâm Sinh viên thực hiện : 1 Sinh viên th c hi n : ự ệ 1 1.1. XU T PH NG ÁN TÍNH TOÁN.ĐỀ Ấ ƯƠ 10 1.1.1. Ph ng án I: ươ .12 1.1.2. Ph ng án II: ươ 13 1.1.3. Ph ng án III:ươ 13 1.1.4. Ph ng án IV: ươ .14 1.1.5. Nh n xét chung:ậ .15 TÍNH CH N MÁY BI N ÁP, TÍNH T N TH T I N N NG, CH N KHÁNG Ọ Ế Ổ Ấ Đ Ệ Ă Ọ I N PHÂN O NĐ Ệ Đ Ạ 15 1.2. CH N MÁY BI N ÁP.Ọ Ế 15 1.2.1. Ch n máy bi n áp cho ph ng án I:ọ ế ươ .15 1.3. TÍNH T N TH T I N N NG TRONG MÁY BI N ÁP.Ổ Ấ Đ Ệ Ă Ế 17 1.3.1. Ph ng án I:ươ 17 Ch ng3: TÍNH TOÁN NG N M CHươ Ắ Ạ 18 1.4. M U.Ở ĐẦ 18 1.5. TÍNH TOÁN NG N M CH CHO PH NG ÁN I.Ắ Ạ ƯƠ 19 1.5.1. S đ thay th nhà máy đi n và các đi m ng n m ch tính ơ ồ ế ệ ể ắ ạ toán: 19 1.5.2. Tính toán các thông s c a s đ thay th :ố ủ ơ ồ ế .20 1.5.3. Tính toán dòng ng n m ch:ắ ạ 22 1.6. XÁC NH XUNG L NG NHI T C A DÒNG NG N M CHĐỊ ƯỢ Ệ Ủ Ắ Ạ .39 1.6.1. Ph ng án I:ươ 39 Ch ng4: CH N KHÍ C I N VÀ THI T B CÓ DÒNG I N CH Y QUAươ Ọ Ụ Đ Ệ Ế Ị Đ Ệ Ạ 40 1.7. I U KI N CHUNG CH N CÁC KHÍ C I N VÀ CÁC PH N T Đ Ề Ệ ĐỂ Ọ Ụ Đ Ệ Ầ Ử CÓ DÒNG I N CH Y QUA:Đ Ệ Ạ 40 1.7.1. Khí c đi n:ụ ệ .40 1.7.2. i n áp:Đ ệ 40 1.7.3. Dòng đi n làm vi c:ệ ệ 40 1.7.4. Ki m tra n đ nh nhi t:ể ổ ị ệ .40 1.7.5. Ki m tra n đ nh đ ng:ể ổ ị ộ .41 1.8. TÍNH DÒNG I N C NG B C:Đ Ệ ƯỠ Ứ 41 1.8.1. Ph ng án I:ươ 41 1.9. CH N MÁY C T VÀ DAO CÁCH LY:Ọ Ắ .42 1.9.1. i u ki n ch n máy c t (MC):Đ ề ệ ọ ắ .42 1.9.2. i u ki n ch n dao cách ly:Đ ề ệ ọ 42 1.10. CH N THANH GÓP, THANH D N, CÁP I N L C:Ọ Ẫ Đ Ệ Ự .47 1.10.1. Các m ch c p đi n áp máy phát:ạ ấ ệ .47 1.11. CH N S :Ọ Ứ 56 1.11.1. Ch n s đ cho các thanh d n c ng:ọ ứ ỡ ẫ ứ 56 1.11.2. Ch n s xuyên t ng:ọ ứ ườ .58 1.12. CH N CU N D P H QUANG:Ọ Ộ Ậ Ồ 58 1.12.1. i u ki n ch n:Đ ề ệ ọ .58 1.12.2. Ch n cu n d p h quang cho m ng c p đi n áp máy ọ ộ ậ ồ ạ ấ ệ phát 10,5 kV: 59 1.13. CH N MÁY BI N DÒNG, MÁY BI N I N ÁP:Ọ Ế Ế Đ Ệ 59 1.13.1. Ch n máy bi n dòng (BI):ọ ế .59 1.13.2. Ch n máy bi n đi n áp (BU):ọ ế ệ 61 Ch ng5: THI T K PH N T DÙNG CHO NHÀ MÁY I Nươ Ế Ế Ầ Ự Đ Ệ 64 2 1.14. GI I THI U CHUNG:Ớ Ệ 64 1.15. CH N S N I I N T DÙNG:Ọ Ơ ĐỒ Ố Đ Ệ Ự 64 1.16. CH N S L NG VÀ CÔNG SU T MÁY BI N ÁP T DÙNG:Ọ Ố ƯỢ Ấ Ế Ự .65 1.16.1. Máy bi n áp t dùng b c 1:ế ự ậ 65 1.16.2. Máy bi n áp t dùng b c 2:ế ự ậ 66 1.17. KI M TRA KH N NG T KH I NG C A CÁC NG C :Ể Ả Ă Ự Ở ĐỘ Ủ ĐỘ Ơ .66 1.17.1. Ki m tra các đ ng c n i vào thanh góp 6,3 kV.ể ộ ơ ố 67 1.17.2. Ki m tra các đ ng c n i vào thanh góp 0,4 kV.ể ộ ơ ố 67 [4] Nguy n V n m, Thi t k các m ng và h th ng đi n, NXB Khoaễ ă Đạ ế ế ạ ệ ố ệ H c Và K Thu t Hà N i - 2006.ọ ỹ ậ ộ 67 [5] Nguy n Công Hi n (ch biên) và Nguy n M nh Ho ch, H th ng ễ ề ủ ễ ạ ạ ệ ố cung c p đi n c a xí nghi p công nghi p, đô th và nhà cao t ng, ấ ệ ủ ệ ệ ị ầ NXB Khoa H c Và K Thu t Hà N i - 2001.ọ ỹ ậ ộ .67 3 LỜI NÓI ĐẦU  Ngày nay nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Bên cạnh việc phát triển các ngành kinh tế khác thì ngành công nghiệp năng lượng của những năm gần đây cũng đạt được những thành tựu đáng kể, đáp ứng được nhu cầu của đất nước. Cùng với sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc, ở nước ta nhu cầu điện năng trong lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân được nâng cao, dẫn đến phụ tải điện ngày càng phát triển. Do vậy việc xây dựng thêm các nhà máy điện là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu của phụ tải. Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc doanh. Do đó việc tìm hiểu nắm vững công việc thiết kế nhà máy điện, để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế là yêu cầu quang trọng đối với người kỹ sư điện. Nhiệm vụ của đồ án thiết kế của em là “Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI”. Với những kiến thức được học ở trường, được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy cô trong khoa đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế. Vì thời gian và kiến thức có hạn, chắc hẳn đồ án không tránh khỏi những sai sót kính mong các thầy cô giáo góp ý, chỉ bảo để em hoàn thiện kiến thức của mình. Cuối cùng em xin chân thành cảm các thầy cô đã truyền thụ kiến thức cho em, để em có điều kiện hoàn thành nhiệm vụ thiết kế. Đà Nẵng, ngày tháng năm Sinh viên . 4 CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT, VẠCH PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN: Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện trong Nhà máy: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 120MW, gồm có: 4 tổ máy 30MW. Việc chọn số lượng và công suất máy phát cần chú ý các điểm sau đây: - Mây phât c cng suất căng lớn th vốn đầu tư lớn, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hàng năm càng nhỏ. Nhưng về mặt cung cấp điện th đi hỏi cng suất của mây phât lớn nhất không được lớn hơn dự trữ quay về của hệ thống. - Để thuận tiện trong việc xây dựng cũng như vận hành về sau nên chọn máy phát cùng loại. - Chọn điện áp định mức của máy phát lớn th dng định mức và dng ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ, do đó dễ dàng chọn khí cụ điện hơn. Với công suất của các tổ máy đê c nín ta chỉ việc chọn mây phât c cng suất tương ứng mỗi tổ là: 30MW. Ta chọn cấp điện áp máy phát là 10.5KV v cấp điện áp này thông dụng. Tra sách “ Thiết kế phần điện trong nhà máy điện vă trạm biến âp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta chọn được máy phát điện theo bảng 1.1 Bảng 1.1 Loại mây phât Thông số định mức Điện kháng tương đối n v/ph S MVA P MW U KV cosϕ x d ” x d ’ x d BΓC-30 10 0 37.5 30 10.5 0,8 0,153 0,26 2,468 Như vậy, công suất đặt toàn nhà máy là: S NM = 4 x 37.5= 150 [MVA] 1.2. TNH TOÂN PHỤ TẢI VĂ CĐN BẰNG CNG SUẤT: Để có cơ sở thiết kế chi tiết cho các chương tiếp theo.Trong phần này sẽ tiến hành tính toán phân bố công suất trong nhà máy điện, xây dựng được đồ thị phụ tải tổng cho nhă mây. Định lượng công suất cần tải cho các phụ tải ở các cấp điện áp tại các thời điểm và đề xuất các phương án nối dây hợp lý cho nhă mây. Nhă mây c nhiệm vụ cung cấp cho câc phụ tải sau: 5 1.2.1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: Cng suất cực đại P max = 40MW. Hệ số cng suất cosϕ = 0,85. Đồ thị phụ tải hnh 1 Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát được tnh theo cng thức sau: UF UFmax UF cos P %)(S ϕ Pt = (1.1) Trong đó: S UF (t) lă cng suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t. P% là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp máy phát theo thời gian. P UFmax , coϕ UF là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp máy phát. Âp dụng cng thức (1.1) kết hợp với hnh 1, ta c bảng phân bố công suất phụ tải cấp điện áp máy phát như bảng 1.2: Bảng 1.2 t(h) 0 ÷ 4 4 ÷ 8 8 ÷ 1 6 16 ÷ 1 8 18 ÷ 2 4 P% 70 80 100 80 70 S UF (t), MVA 32,94 37,65 47,06 37,65 32,94 Như vây: S UFmax = 47,06 [MVA] S Ufmin = 32,94 [MVA] 1.2.2. Phụ tải cấp điện áp trung (110 KV): Công suất cực đại P max = 50MW. Hệ số cng suất cosϕ = 0,8. Đồ thị phụ tải hnh 2 Công suất phụ tải cấp điện áp trung được tính theo công thức sau: UT UTmax UT cos P %)(S ϕ Pt = (1.2) Trong đó: S UT (t) là công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t. P% là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian. P UTmax , coϕ UT là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp trung. 6 4 8 12 16 20 24 20 40 60 80 100 P% t(h) hình:1 4 8 12 16 20 24 20 40 60 80 100 P% t(h) hình:2 Âp dụng cng thức (1.2) kết hợp với hnh 2, ta c bảng phđn bố cng suất phụ tải cấp điện áp trung như bảng 1.3: Bảng 1.3 t(h) 0 ÷ 4 4 ÷ 16 16 ÷ 20 20 ÷ 24 P% 80 100 90 80 S UT (t), MVA 50 62.5 56.25 50 Như vây: S UTmax = 62.5 [MVA] S UTmin = 50 [MVA] 1.2.3. Phụ tải cấp điện áp cao (220 KV): Công suất cực đại P max = 20 MW. Hệ số cng suất cosϕ = 0,8. Đồ thị phụ tải hnh 3 Công suất phụ tải cấp điện áp cao được tính theo công thức sau: UC UCmax UC cos P %)(S ϕ Pt = (1.3) Trong đó: S UC (t) là công suất phụ tải cấp điện áp cao tại thời điểm t. P% là phần trăm công suất phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian. P UTmax , coϕ UT là công suất cực đại và hệ số công suất phụ tải cấp điện áp cao. Âp dụng cng thức (1.3) kết hợp với hnh 3, ta c bảng phđn bố cng suất phụ tải cấp điện áp cao như bảng 1.4: Bảng 1.4 t(h) 0 ÷ 12 12 ÷ 16 20 ÷ 24 P% 100 80 60 S UC (t) 25 20 15 Như vây: S UCmax = 25 [MVA] S UCmin = 15 [MVA] 7 4 8 12 16 20 24 20 40 60 80 100 P% t(h) hình:3 1.2.4. Cng suất tự dng của nhă mây: Phụ tải tự dùng của nhà máy được xác định theo công thức sau: S td (t) là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t. α lă hệ số tự dng của nhă mây, %6 = α . S F (t) lă cng suất phât của nhă mây tại thời điểm t. S NM là công suất đặt của nhà máy, S NM = 150 MVA V nhă mây phât lun phât hết cng suất nín ta c: S F (t) = S NM = 150 (MVA) Như vậy: S td (t) = S tdmax = â.S NM = 0,06 x 150 = 9 [MVA] (1.5) 1.2.5. Cng suất dự trữ của toăn hệ thống: Công cuất dự trữ của toàn hệ thống (kể cả nhà máy đang thiết kế) được xác định theo công thức sau: S dtHT = S dt %.S HT + S NM - ∑ ptmax S (1.6) Trong đó: )(56.1439255.6206.47SSSSS tdmaxUCmaxUTmaxUFmaxptmax MVA =+++=+++= ∑ ,064(MVA)500143.56-15010.000*%5S dtHT =+=⇒ 1.2.6. Bảng tổng hợp phđn bố cng suất trong toăn nhă mây: Qua tính toán ở trên, ta lập được bảng số liệu cân bằng công suất của toàn nhà máy theo thời gian trong một ngày, như bảng 1.5. Bảng 1.5 t(h) 0 ÷ 4 4 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24 S UF (t) 32,94 37,65 47,06 47,06 37,67 32,94 32,94 S UT (t) 50 62.5 62.5 62.5 56.25 56.25 50 S UC (t) 25 25 25 20 15 15 15 S td (t) 9 9 9 9 9 9 9 ΣSpt(t) 116.94 134.15 143.56 138.56 117.92 113.19 106.64 S NM 150 150 150 150 150 150 150 S th (t) 33.06 15.85 6.44 11.44 32.08 36.81 43.36 Trong đó, S th (t) là công suất thừa mà nhà máy có thể phát về hệ thống tại thời điểm t. )()(S th ∑ −= tSSt ptNM (1.7) Từ bảng 1.5, ta nhận thấy trong điều kiện lăm việc bnh thường nhà máy điện phát đủ công suất cho phủ tải ở các cấp điện áp và cn thừa một lượng công 8 suất có thể đưa lên hệ thống trong tất cả các thời điểm trong ngày. Do đó nhà máy có khả năng phát triển phụ tải ở các cấp điện áp. 1.2.7. Đồ thị phđn bố cng suất của toăn nhă mây: Từ bảng 1.5 ta vẽ đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy theo công suất toàn phần hnh 4 Trong đó: S td : Đường đặc tính công suất tự dùng. S UF : Đường đặc tính công suất cấp điện áp máy phát. S UT : Đường đặc tính công suất cấp điện áp trung. S UC : Đường đặc tính công suất cấp điện áp cao. Spt : Đường đặc tính công suất tổng phụ tải. S NM : Đường đặc tính công suất nhà máy . 9 10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 4 8 12 16 20 24 170 180 S(MVA) t (h) S td S UC S UF S UT S pt S NM 1.1. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN. Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình tính toán thiết kế nhà máy điện. Vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các 10 [...]... cho các phần tiếp theo TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP, TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, CHỌN KHÁNG ĐIỆN PHÂN ĐOẠN 1.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp là một thiết bị chính trong nhà máy điện, vốn đầu tư của nó chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của nhà máy Vì vậy việc chọn số lượng và công suất định mức của chúng là rất quan trọng Công suất của máy biến áp được chọn phải bảo đảm đủ cung cấp điện theo... suất của toàn nhà máy nên để cung cấp cho nó ta phải xây dựng thanh góp cấp điện áp máy phát Từ yêu cầu kỹ thuật trên, ta đề xuất ra một số phương án nối điện chính cho nhà máy như sau: 11 1.1.1 Phương án I: 1.1.1.1 Mô tả phương án: Sơ đồ gồm 4 máy phát F1, F2, F3, F4 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống... phụ tải cấp điện áp máy phát Kcl : Là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu K cl = U C − U T 220 − 110 = = 0,5 UC 220 Như vậy, công suất của máy biến áp lên lạc B1 và B2 là SđmB1 = SđmB2 ≥ 1 108.06 =108.06 2 0,5 (MVA) Tra sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái, ta có thông số máy biến áp B1 và B2 như bảng 2.1 Bảng 2.1 Loại MBA Sđm MVA ATỒTH 125 Điện áp cuộn... tính toán (hình 3.5 trang 46 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch: K" 0 K " =1.9 ∞ =2,2 ; Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cung cấp: I " 0 = K " I 0 âmF = K " ∑S 0 3.U âmFi =2,2 cb 110 150 3.115 =1.65 kA Dòng ngắn mạch duy trì các do máy phát điện cung cấp: I" = K " ∞ ∞ I âmF... phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp, về số lượng và dung lượng của máy biến áp, về số lượng máy phát điện, Sơ đồ nối điện giữa các cấp điện áp phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: Số máy phát nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện khi ngừng một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn... Sơ đồ gồm 3 máy phát F1, F2, F3 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát - Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà - máy với hệ thống - Một bộ máy phát F4 - máy biến áp hai cuộn dây B3 nối và thanh góp cấp điện áp trung HT 220 kV B1 110 kV B3 B2 10,5 kV ~ ~ ~ ~ 1.1.2.2 Ưu điểm: F1 F2 F F4 - Sơ đồ đảm bảo sự liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống... ta qui đổi điện kháng tính toán về hệ đơn vị tương đối định mức ( X tt *âm ) S X tt *âm =X ∑ S âmFi 27 =0,423 cb 150 =0,6345 100 Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch: K " =1,55 ; 0 K " ∞ =1,6 Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cung cấp:... cao nên tốn kém vì phải dùng thiết bị có cách điện cao - Số lượng máy biến áp hai cuộn dây nhiều nên tốn kếm 1.1.4 Phương án IV: 1.1.4.1 Mô tả phương án: - Sơ đồ gồm 3 máy phát F1, F2, F3 nối vào thanh góp cấp điện áp máy phát - Dùng hai máy biến áp tự ngẫu B1, B2 để liên lạc giữa các cấp điện áp và giữa nhà máy với hệ thống - Hai bộ máy phát F4 - B3 nối và thanh góp cấp điện áp cao HT 220 kV B3 B1... ta qui đổi điện kháng tính toán về hệ đơn vị tương đối định mức ( X tt *âm ) S X tt *âm =X ∑ S âmFi 43 =0,26 cb 112,5 =0,29 100 Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch: K" 0 K " =2,25 ∞ =3,4 ; Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cung cấp:... ta qui đổi điện kháng tính toán về hệ đơn vị tương đối định mức ( X tt *âm) S X tt *âm=X ∑ S 60 âmFi cb =0,51 112,5 =0,57 100 Tra đường cong tính toán (hình 3.5 trang 46 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp” của PGS Nguyễn Hữu Khái), ta được bội số của thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch: 30 K " =1,72 ; 0 K " ∞ =1,65 Dòng siêu quá độ ban đầu do các máy phát điện cung . người kỹ sư điện. Nhiệm vụ của đồ án thiết kế của em là Thiết kế phần điện trong nhà máy điện kiểu NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI”. Với những kiến thức được học ở. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phần điện trong Nhà máy: NHIỆT ĐIỆN NGƯNG HƠI, Công suất: 120MW, gồm có: 4 tổ máy 30MW. Việc chọn số lượng và công suất máy phát