Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế phần điện Nhà máy điện

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 1 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Chúng ta biết rằng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi. Do vậy người ta phải dùng các phương pháp thống kê, dự báo, lập nên đồ thị phụ tải từ đó lựa chọn phương thức vận hành, chọn sơ đồ nối điện hợp lý, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các chỉ tiêu kinh tế. Người ta căn cứ vào đồ thị phụ tải để xác định công suất và dòng điện đi qua các thiết bị để tiến hành chọn thiết bị, khí cụ, sơ đồ nối điện hợp lý. I. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN. - Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện có công suất đặt là 400MW, gồm 4 tổ máy phát điện, mỗi tổ máy có công suất định mức là 100MW - Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau: Loại máy S (MVA) P (MW) U (KV) I (KA) cosϕ X" d X' d X d TBΦ-100-2 117,5 100 10,5 6,475 0,85 0,183 0,263 1,79 II. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT. Từ các giá trị P max ở các cấp điện áp đã cho trước, kết hợp với bảng biến thiên công suất ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp, công thức chung để tính toán như sau: max P% P(t) .P 100 = P(t) S(t) cos = ϕ Trong đó: - S(t): Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t. - P(t): là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 2 - Cosϕ: Là hệ số công suất của phụ tải. 1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: S uF . U đm = 10,5 kV ; P max = 10MW ; cosϕ = 0,83 Ta có kết quả tính toán được ghi trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷6 6÷88÷1 0 10÷1 2 12÷1 4 14÷1 6 16÷1 8 18÷2 0 20÷2 2 22÷2 4 P(%) 80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80 P UF (MW) 8 8 8 7 7 8 9 10 9 9 8 S UF (MV A) 9,6 4 9,6 4 9,6 4 8,43 8,43 9,64 10,84 12,05 10,84 10,84 9,64 - Đồ thị phụ tải địa phương như sau: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 3 2. Phụ tải trung áp: S T . U đm = 110kV; P max = 160MW ; cosϕ = 0,84 Ta có kết quả tính toán được ghi trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1 2 12÷1 4 14÷1 6 16÷1 8 18÷2 0 20÷2 2 22÷2 4 P(%) 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80 P T (MW ) 144 144 128 128 144 144 160 144 144 128 128 S T (MV A) 171,4 3 171,4 3 152,3 8 152,3 8 171,4 3 171,4 3 190,4 8 171,4 3 171,4 3 152,3 8 152,3 8 - Đồ thị phụ tải trung áp. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 4 3. Phụ tải điện áp cao: S c . U đm = 220kV; P max = 100MW ; cosϕ = 0,88 Ta có kết quả tính toán được ghi trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1 2 12÷1 4 14÷1 6 16÷1 8 18÷2 0 20÷2 2 22÷2 4 P(%) 710 80 80 80 80 90 90 90 100 90 80 P c (MW) 70 80 80 80 80 90 90 90 100 90 80 S c (MVA ) 79,5 5 90,9 1 90,9 1 90,9 1 90,91 102,2 7 102,2 7 102,2 7 113,6 4 102,2 7 90,91 - Đồ thị phụ tải điện áp cao như sau: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 5 4. Phụ tải toàn nhà máy P max = 4.100 = 400MW ; cosϕ = 0,85 P(t) = max P% .P 100 ; S(t) = P(t) cosϕ Ta có kết quả tính toán công suất của toàn nhà máy trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1 2 12÷1 4 14÷1 6 16÷1 8 18÷2 0 20÷2 2 22÷2 4 P(%) 80 80 80 80 90 90 100 100 90 90 80 P nm (MW ) 320 320 320 320 360 360 400 400 360 360 320 S nm (MV A) 376,4 7 376,4 7 376,4 7 376,4 7 423,5 3 423,5 3 470,5 9 470,5 9 423,5 3 423,5 3 376,4 7 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy: 5. Phụ tải tự dùng. Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được tính theo công thức sau: S tdmax = α . nm®m td P 400 7. 100. cos 100.0,82 = ϕ = 34,15MVA. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 6 S td(t) = nm td max nm®m S(t) S.0,40,6 S ⎛⎞ + ⎜⎟ ⎝⎠ nm®m nm®m P 400 S cos 0,85 == ϕ = 470,59 MVA = 470,59MVA. Trong đó: Cos ϕ td = 0,82. P nmdđ : Công suất của nhà máy. S td (t): Phụ tải tự dùng tại thời điểm t. S nm (t): Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t. S nmđm : Công suất định mức của nhà máy. α : Hệ số % lượng điện tự dùng (Đầu bài đã cho α = 7%). - Từ đó ta có kết quả tính toán công suất tự dùng trong bảng sau: t(h ) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷1 2 12÷1 4 14÷1 6 16÷1 8 18÷2 0 20÷2 2 22÷2 4 S n m 376,4 7 376,4 7 376,4 7 376,4 7 423,5 3 423,5 3 470,5 9 470,5 9 423,5 3 423,5 3 376,4 7 S td 30,05 30,05 30,05 30,05 32,10 32,10 34,15 34,15 32,10 32,10 30,05 - Đồ thị phụ tải tự dùng. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 7 6. Cân bằng công suất cho toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống. Một cách gần gần đúng ta có thể xác định công suất của toàn nhà máy theo biểu thức sau: S ht (t) = S nm (t) - (S td + S UF + S C + S T ) Từ đó ta có kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất cho toàn nhà máy trong bảng sau: t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24 S nm (MVA) 376,47 376,47 376,47 376,47 423,53 423,53 470,59 470,59 423,53 423,53 376,47 S T (MVA) 171,43 171,43 152,38 152,38 171,43 171,43 190,48 171,43 171,43 152,38 152,38 S td (MVA) 30,05 30,05 30,05 30,05 32,10 32,10 34,15 34,15 32,10 32,10 30,05 S UF (MVA) 9,64 9,64 9,64 8,43 8,43 9,64 10,84 12,05 10,84 10,84 9,64 S c (MVA) 79,55 90,91 90,91 90,91 90,91 102,27 102,27 102,27 113,64 102,27 90,91 S ht (MVA) 85,80 74,44 93,49 94,70 120,66 108,09 132,85 150,69 95,52 125,94 93,49 - Đồ thị phát về hệ thống. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 9 - Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy: [...].. .Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện III ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong việc thiết kế nhà máy điện là chọn sơ đồ nối điện chính Sơ đồ hợp lý không những đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn đảm bảo hiệu quả kinh tế Nhà máy thiết kế gồm 4 tổ máy, công suất định mức mỗi tổ máy là 100MW cung cấp điện cho phụ tải ở 3 cấp điện áp sau - Phụ tải cấp điện. .. nên có thể dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc - ST = 190,5/152,4 nên có thể sử dụng 1 đến 2 bộ máy phát - máy biến áp lên thanh góp trung áp - Với những nhận xét sơ bộ như trên ta có thể vạch ra một số phương án nối điện chính của nhà máy như sau: Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện 1 Phương án I: Nhận xét: - Ưu điểm: Giảm được tối đa số thiết bị nối... toán tiếp, phân tích kỹ hơn về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế nhằm chọn ra được sơ đồ nối điện chính tối ưu của nhà máy Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 13 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp là thiết bị rất quan trọng Vốn đầu từ cho máy biến áp cũng chiếm tỷ lệ vốn lớn Vì vậy cần tính toán lựa chọn máy biến áp để bảo đảm an toàn cung cấp điện. .. đầu tư cho thiết bị ở điện áp cao hơn đắt tiền hơn - Sơ đồ thanh góp 220kV phức tạp hơn do số đường dây vào ra tăng lên tuy bên 110kV có đơn giản hơn - Khi sự cố bộ máy phát - máy biến áp liên lạc thì bộ còn lại chịu quá tải lớn do yêu cầu phụ tải bên trung lớn Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Kết luận: Qua phân tích ở trên ta chọn phương án I và II... Lớp HTĐ - N1 - K39 33 Đồ án tốt nghiệp Vậy: I (10) = (cb) Thiết kế phần điện Nhà máy điện 95,24 3.110 = 0,5 kA - Vậy Icb110 = Max {0,25; 0,5; 0,648; 0,5; 0,648} = 0,428 KA c Các mạch phía 10,5 KV - Mạch máy phát ( Icb ) = 1,05 8 S®mF 117,5 = 1,05 = 6,784 KA 3U®m 3.10,5 * Bảng kết quả tính các dòng điện cưỡng bức của phương án II Cấp điện áp 220 110 10,5 Dòng điện Icb Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39... {0,25; 0,5; 0,648; 0,344} = 0,648 KA c Các mạch phía 10,5 KV - Mạch máy phát Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 31 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện S®mF 117,5 = 6,784 KA = 1,05 3U®m 3.10,5 (8 Icb ) = 1,05 * Bảng kết quả tính các dòng điện cưỡng bức của phương án I Cấp điện áp 220 110 10,5 Dòng điện Icb 0,436 0,648 6,784 2 Phương án II HT (2) Icb (1) Icb Icb (3) (4) Icb (9) Icb B1 B2 B3 (5)... 6,784 34 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện CHƯƠNG III TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và các phần tử khi có dòng điện chạy qua, những thiết bị đó phải thoả mãn điều kiện làm việc bình thường và có tính ổn định khi có dòng ngắn mạch Do vậy, tính toán ngắn mạch chính là để lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy... máy biến áp ít cho nên sơ đồ rễ lựa chọn thiết bị cũng như lắp đặt, vận hành Về mặt cung cấp, đảm bảo độ tin cậy cao - Nhược điểm: SUT = 152,38/190,48 mà Sđm = 117,5 MVA Do đó công suất của 2 bộ sau khi cấp cho phụ tải SUT còn thừa và cấp về hệ thống qua máy biến áp tự ngẫu nên tổn thất điện năng sẽ lớn 2 Phương án II Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện. .. Trong đó: ΔP0, ΔPN: tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp t: thời gian vận hành của máy biến áp trong năm; t = 8760 Sđm: công suất định mức của máy biến áp S: công suất tải của máy biến áp Đối với máy biến áp tự ngẫu 3 pha Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 25 Đồ án tốt nghiệp ΔATN = ΔP0 t + Thiết kế phần điện Nhà máy điện 365 2 ®mB S ( 2 2 2 ∑ ΔPNC Sci ti + ΔPNT STi ti + ΔPNH Shi... 63519712 + 4299187,1 + 108357203,1) 250 2 = 2080068,44 KWh Tổng tổn thất điện năng của phương án I trong năm là: ΔA∑ 1 = ΔAB1 + ΔAB 2 + ΔAB 3 + ΔAB 4 = 2 ( 3538430,38 + 2080068,44 ) Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 27 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện = 11236997,63 KWh 2 Tổn thất điện năng của phương án II a Các máy biến áp B1 và B4 luôn cho làm việc với công suất truyền tải qua nó là . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 1 CHƯƠNG. 93,49 - Đồ thị phát về hệ thống. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà máy điện Trần Nam Hà - Lớp HTĐ - N1 - K39 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phần điện Nhà