Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện

Đồ án nghiên cứu chọn máy phát điện, tính toán phụ tải, cân bằng công suất; xác định các phương án và chọn máy biến áp; tính toán dòng điện ngắn mạch; tính toán chọn phương án tối ưu; chọn khí cụ điện và thanh dẫn

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CÔNG SUẤT CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG 1.1 Chọn máy phát điện 1.2 Tính tốn phụ tải cân cơng suất 1.2.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy .3 1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) .4 1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp 1.2.6 Đồ thị công suất phát hệ thống 1.3 Nhận xét 1.3.1 Phụ tải địa phương 1.3.2 Hệ thống 1.3.3 Nhận xét chung .7 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP .9 2.1 Đề xuất phương án 2.2 Tính tốn chọn máy biến áp 15 2.2.1 Phương án 15 2.2.2 Phương án 25 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần kinh tế nước ta phát triển theo xu hướng công nghiệp hóa, đại hóa Kéo theo phát triển mạnh mẽ khu công nghiệp, khu chế xuất Đời sống nhân dân ngày nâng cao, khu thị lớn đại hình thành khắp nước với mật độ dân cư cao đòi hỏi nhu cầu lượng ngày lớn Ngành lượng phải có bước tiến để đáp ứng nhu cầu góp phần vào phát triển kinh tế quốc dân Ngành công nghiệp điện năm vừa qua đạt thành tựu đáng kể với nhiều nhà máy lớn vào hoạt động như: Nhà máy thủy điện Sơn La, Nhà máy thủy điện Lai Châu, Nhiệt điện Mơng Dương, Nhiệt điện Thái Bình 1, Nhiệt điện Cà Mau, Nhiệt điện Nhơn Trạch … Nhà máy thủy điện đem lại lợi ích to lớn kinh tế kỹ thuật Tuy nhiên để xây dựng nhà máy thủy điện cần có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu dài, bên cạnh tiềm thủy điện nước ta phần lớn khai thác công nghệ điện hạt nhân lượng tái tạo nhiều rào cản kinh tế kỹ thuật Để đáp ứng nhu cầu điện ngày lớn nhằm phát triển kinh tế xây dựng nhà máy nhiệt điện với vốn đầu tư ít, thời gian xây dựng nhanh phương án tối ưu Việc giải đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật đem lại lợi ích khơng nhỏ cho kinh tế nước nhà Với điều kiện việc thực đồ án thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện, tính tốn chế độ vận hành tối ưu hệ thống điện không nhiệm vụ mà cịn củng cố tồn diện mặt kiến thức sinh viên Qua em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hoài Thu thầy mơn tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Tuy nhiên thời gian có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy cô Hà Nội, Ngày tháng năm 2019 Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Đối với hệ thống điện thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải có kể tổn thất hệ thống Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện ln ln thay đổi, việc tìm đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kĩ thuật Đồ thị phụ tải giúp ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối ưu công suât tổ máy với nhà máy điện với 1.1 Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm tổ máy có tổng cơng suất 4×55 MW = 220MW Ta cần ý số điểm sau chọn máy phát: Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng điện định mức, dòng ngắn mạch cấp điện áp nhỏ yêu cầu khí cụ điện giảm thấp Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành nên chọn máy phát điện loại Từ tra sổ tay ta chọn máy phát điện đồng tua bin kiểu TB-55-2 có thơng số cho bảng sau: Loại máy phát TB-55-2 Thông số định mức n, S, v/ph MVA 300 68.75 P, MW 55 Điện kháng tương đối U, kV cos  I, kA X’’d X’d Xd 10,5 0,8 3,462 0,123 0,182 1,452 Bảng 1-1: Thơng số máy phát điện 1.2 Tính tốn phụ tải và cân công suất Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy phát phải hoàn toàn cân với lượng điện tiêu thụ hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc SVTH: Phạm Văn Tồn Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta lựa chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài dựa vào đồ thị phụ tải cịn cho phép chọn cơng suất máy biến áp, khí cụ điện, dây dẫn phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy khác Để đơn giản ta tính tốn gần theo cơng suất biểu kiến hệ số cơng suất phụ tải khác không nhiều Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp xây dựng dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max hệ số cosφtb phụ tải tương ứng Từ ta tính phụ tải cấp theo cơng thức sau: ▪ Trong đó: ▪ S(t) : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t ▪ Cosφtb : hệ số công suất trung bình phụ tải ▪ P(t)% : Cơng suất phụ tải tính theo phần trăm cơng suất cực đại thời điểm t ▪ Pmax 1.2.2 : Công suất phụ tải cực đạ Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy điện gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất 55MW nên: Tổng cơng suất đặt nhà máy: Pnm = 55 = 220 MWSNM = 275 MVA Theo công thức (1.1) (1.2) ta có bảng sau: Bảng 1-2: Biến thiên phụ tải hàng ngày nhà máy SVTH: Phạm Văn Tồn Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện Đồ thị phụ tải nhà máy 300 290 280 270 260 250 240 230 220 220 210 200 275 275 275 233.75 233.75 275 220 206.25 12 16 20 206.25 24 Hình 1-1: Đồ thị phụ tải nhà máy 1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy Tự dùng cực đại nhà máy 7% công suất định mức nhà máy với cosφ td = 0,8 Phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện xác định theo công thức sau: Trong đó: ▪ Stdt : Phụ tải tự dùng thời điểm t ▪ Snm : Công suất đặt tồn nhà máy ▪ St : Cơng suất nhà máy phát thời điểm t ▪ α : Số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 7% Theo công thức (1.3) ta bảng sau: Bảng 1-3: Biến thiên hàng ngày phụ tải tự dùng SVTH: Phạm Văn Tồn Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy: Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 22 19.25 20 19.25 18 15.4 16 16.36 15.4 19.25 19.25 16.36 14.44 14.44 14 12 10 12 16 20 24 Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy 1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) Phụ tải điện áp máy phát có U dm = 10kV; PUFmax = 12MW; cos = 0,87 Theo công thức (1.1) (1.2) ta có bảng kết sau : Bảng 1-4: Biến thiên hàng ngày phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phương): Đồ thị phụ tải địa phương 16 15 13.79 14 12.41 13 12.41 11.72 12 11 9.66 10 9.66 13.79 10.34 11.72 10.34 8 12 16 20 24 Hình 1-3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) SVTH: Phạm Văn Tồn Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện 1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp Phụ tải trung áp có U dm = 110 kV; PUTmax = 110MW; cos = 0,85 Theo cơng thức: 1.1 1.2 ta có bảng kết sau: Bảng 1-5: Biến thiên hàng ngày phụ tải cấp điện áp trung Đồ thị phụ tải điện áp trung: Đồ thị phụ tải điện áp trung 140 135 130 125 120 115 110 105 100 90.59 95 90 85 129.41 116.47 129.41 116.47 110 97.06 110 97.06 90.59 12 16 20 24 Hình 1-4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 1.2.6 Đồ thị công suất phát hệ thống Công suất phát hệ thống thời điểm xác định theo công thức sau: SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t)] Dựa vào kết tính tốn trước ta tính công suất phát hệ thống nhà máy thời điểm ngày Kết tính tốn cho bảng sau: SVTH: Phạm Văn Toàn Trang Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện Bảng 1-6: Biến thiên hàng ngày phụ tải tổng hợp toàn nhà máy S (MVA) Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy 300 280 260 240 220 200 180 Snm SUF SUT Std SVHT 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-5: Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy SVTH: Phạm Văn Tồn Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện 1.3 Nhận xét 1.3.1 Phụ tải địa phương Xét tỉ số: Ta thấy phụ tải điện áp máy phát nhỏ ta lấy rẽ nhánh từ sơ đồ máy phát điện – máy biến áp mà khơng cần góp cấp điện áp máy phát 1.3.2 Hệ thống Tổng công suất hệ thống không kể nhà máy thiết kế SHT = 3200MVA Dự trữ quay hệ thống Sdt = 6% 3200 = 192 MVA Hệ thống có lượng cơng suất dự trữ 192 MVA Nhận thấy: Vì máy phát bị hỏng không ảnh hưởng đến hệ thống 1.3.3 Nhận xét chung ▪ Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta thấy nhà máy cung cấp đủ công suất cho phụ tải phát công suất thừa lên lưới ▪ Công suất phát lên hệ thống nhà máy SVHT max = 155,5 MVA nhỏ dự trữ quay hệ thống nên có cố tách nhà máy khỏi hệ thống đảm bảo ổn định hệ thống ▪ Theo bảng 1.6 ta có kết tính tốn sau: • Phụ tải địa phương: SUFmax = 13,79 MVA SUFmin = 9,66 MVA • Phụ tải trung áp: SUTmax = 129,41MVA SUTmin = 90,59MVA • Phụ tải tự dùng: Stdmax = 19,25 MVA Stdmin = 14,4375 MVA • Phụ tải phát vào hệ thống SVTH: Phạm Văn Toàn Trang ... Trang Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1 Đề xuất phương án Lựa chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện công việc quan trọng trình thiết kế nhà máy, ... Trang 33 Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện SVTH: Phạm Văn Tồn Trang 34 Đồ án thiết kế mơn học Nhà máy điện Sơ đồ thay thế: HT X1 X2 X3 X4 X5 X6 X10 X11 E1 E2 X7 X8 X12 X9 E3 E4 Hình 3-7: Sơ đồ thay... 10 Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện Phương án Hình 2.2 Phương án có máy phát điện - máy biến áp cuộn dây nối lên góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV máy phát điện - máy biến