Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ NHUNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ NHUNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Quang Cường NINH THUẬN, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Ninh thuận, ngày….tháng… năm 2017 Học viên Phạm Thị Nhung i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sỹ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân cịn có hướng dẫn nhiệt tình q Thầy, động viên ủng hộ gia đình, bạn bè đồng nghiệp suốt thời gian học tập nghiên cứu Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy TS Lê Quang Cường, người hết lòng giúp đỡ, cung cấp tài liệu khoa học tạo điều kiện tốt cho hoàn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến thầy, phịng Đào tạo Đại học Sau đại học Bộ môn Kỹ thuật điện - điện tử, Khoa lượng, Trường ĐH Thủy Lợi tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lựoi cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Cuối xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác tạo điều kiện mặt thời gian, cỗ vũ tinh thần trình nghiên cứu thực luận văn Học viên Phạm Thị Nhung ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN .1 1.1 Giới thiệu nhà máy .1 1.2 Khái quát hệ thống cung cấp điện 1.2.1 Đặc điểm nguồn lượng điện: 1.2.2 Hộ tiêu thụ: 1.2.3 Những yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế cung cấp điện .4 1.3 Xác định nhu cầu cung cấp điện 1.3.1 Đặt vấn đề 1.3.2 Đồ thị phụ tải điện 1.3.3 Các đại lượng 1.3.4 Các đại lượng hệ số tính tốn thường gặp .9 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG 12 2.1 Phương pháp thiết kế 12 2.2 Tiêu chuẩn thiết kế 15 2.2.1 Cấp điện áp 15 2.2.2 Giới hạn giảm điện áp .15 2.2.3 Giới hạn dòng ngắn mạch 16 2.2.4 Hệ số công suất 16 2.2.5 Máy biến áp 16 2.3 Phương pháp tính tốn phụ tải 16 2.3.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn .17 2.3.2 Tính chọn máy biến áp 21 2.3.3 Chọn điểm tính ngắn mạch .23 2.3.4 Tính chọn tiết diện dây cáp .26 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 31 3.1 Thiết kế sơ sơ đồ sợ hệ thống cung cấp điện .31 iii 3.2 Danh sách tải 33 3.3 Tính tốn cơng suất cho máy biến áp .35 3.4 Tính tốn cơng suất cho máy phát điện 41 3.4.1 Máy phát điện 41 3.5 Tính tốn dịng ngắn mạch .47 3.5.1 Tính tốn ngắn mạch lưới điện 51 3.6 Tính tốn cáp 54 3.7 Tính tốn lựa chọn thiết bị 64 3.7.1 Lựa chọn máy cắt điện 64 3.7.2 Lựa chọn 64 3.7.3 Lựa chọn máy biến dòng điện 64 3.7.4 Lựa chọn máy biến áp đo lường 64 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN 71 4.1 Bù công suất phản kháng 71 4.1.1 Khái quát 71 4.1.2 Chọn thiết bị bù 71 4.1.3 Xác định dung lượng bù 73 4.1.4 Xác định vị trí công suất tụ bù .75 4.2 Điều chỉnh chế độ làm việc động .76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: 81 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: .82 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình Các bước thiết kế hệ thống 13 Hình Mặt định vị cơng trình nhà máy 30 Hình Sơ đồ sợ sơ 32 Hình Tính tốn ngắn mạch 53 Hình Tính tốn sụt áp trào lưu công suất .63 Hình Mặt tổng thể tuyến cáp ngầm 24KV 68 Hình Tồng mặt cáp trung 6KV 69 Hình Sơ đồ nguyên lý 70 Hình Biểu đồ phân bố phụ tải .77 Hình 10 Sơ đồ mặt trạm bơm sau: .78 Hình 11 Biểu đồ đóng cắt bơm 79 Hình 12 Quy trình điều khiển bơm 80 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Quy định cấp điện áp 15 Bảng 2.2 Giá trị tiêu biểu điện áp ngắn mạch 25 Bảng 3.1 Bảng công suất tải 33 Bảng 3.2 Bảng kết tính tốn chọn máy biến áp 39 Bảng 3.3 Bảng thiết bị sử dụng nguồn máy phát 41 Bảng 3.4 Đánh giá ngắn mạch trở kháng máy biến áp 50 Bảng 3.5 Công suất MBA theo tình trạng tải hoạt động 50 Bảng 3.6 Bảng Kết tính tốn ngắn mạch 51 Bảng 3.7 Bảng thống kê tính tốn ngắn mạch phần mềm ETAP 52 Bảng 3.8 Kết tính tốn 56 Bảng 3.9 Kết tính toán 61 Bảng 3.10 Kết tính tốn ngắn mạch phần mềm ETAP 61 Bảng 3.11 Lựa chọn thiết bị 65 Bảng 4.1 Lưu lượng nước thải đầu vào 76 Bảng 4.2 Phân bố điện tiêu thụ 77 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC Dòng điện xoay chiều DC Dòng điện chiều IEC International Electrotechnical Commission MBA Máy biến áp vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Một hệ thống điện hoạt động hiệu phải kết hợp cách hài hòa yêu cầu kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đảm bảo tính liên tục đảm bảo tiêu chí kỹ thuật để giúp cho nhà máy hoạt hoạt động an toàn, hiệu tuổi thọ cao Trong nhà máy xử lý nước thải cỡ lớn, số lượng phụ tải cỡ vài nghìn, phân chia thành nhiều loại, tổng công suất tiêu thụ nhà máy khoảng vài chục mêga wát, thiết bị phải hoạt động theo qui trình cơng nghệ nghiêm ngặt Thơng thường, hệ thống cấp điện gồm có cấp điện áp trung áp hạ áp Các động cho máy bơm máy thổi khí lớn, cỡ từ 200 đến 800 kW, hoạt động nhiều chế độ khác Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo tiêu chí kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện cao, chất lượng điện tốt tiết kiệm lượng trình vận hành Vì em xin chọn đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục đích Đề tài: - Đề tài nghiên cứu phương pháp thiết kế, đưa hệ thống cung cấp điện sử dụng điện hợp lý cho nhà máy xử lý nước thải cỡ lớn, có tính tốn lựa chọn thiết bị, tiêu khảo sát chế độ làm việc lưới theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nhà máy xử lý nước thải công suất 10 MVA Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: - Thu thập số liệu từ nhà máy, phân tích tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đạt tiêu chuẩn IEC, tin cậy tiết kiệm lượng viii ... HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục đích Đề tài: - Đề tài nghiên cứu phương pháp thiết kế, đưa hệ. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ NHUNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ĐIỆN... khác Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo tiêu chí kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện cao, chất lượng điện tốt tiết kiệm lượng trình vận hành Vì em xin chọn đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ