CHƯƠNG I TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo yêu cầu đề ta phải thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Nhà máy có số tổ máy phát điện tổ máy có cơng suất 400MW Nhà máy nối với hệ thống lộ đường dây 220kV, chiều dài lộ 110km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế ) 4400MVA, công suất dự trữ hệ thống 12%, điện kháng ngắn mạch ( tính đến hệ thống nối với đường dây ) 0,65 - Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải: + Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV + Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV - Nhà máy có nhiệm vụ phát cơng suất ( tổng ) có Uđm=220kV Trong thiết kế chọn máy phát điện ta cần ý điểm sau: + Máy phát điện có cơng suất lớn vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất đơn vị điện chi phí vận hành năm nhỏ Nhưng mặt cung cấp điện địi hỏi công suất máy phát lớn không lớn dự trữ quay hệ thống + Để thuận tiện cho việc xây dựng vận hành sau, nên chọn máy phát điện loại + Chọn điện áp định mức máy phát lớn dịng điện định mức, dịng điện ngắn mạch cấp điện áp nhỏ dễ dàng chọn khí cụ điện Tuy nhiên biết số lượng công suất tổ máy cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng với thông số kĩ thuật khác điện áp, dịng điện, cơng suất định mức, hệ số cơng suất cosϕ, điện kháng x'd, x''d Đồ án thiết kế nhà máy điện Do ta chọn máy phát điện tuabin có thơng số sau: Tra bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng tuabin trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp " P.GS Nguyễn Hữu Khái Bảng Thông số định mức Loại máy phát THΦ120-2 n v/ph S MV A Điện kháng tương đối P U Cos I MW KV ϕ KA Loại máy x''d x'd xd kích thích BIT- 3000 125 100 10,5 0,8 6,875 0,192 0,278 1,907 500 II TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP Để đảm bảo vận hành an toàn, thời điểm điện nhà máy phát điện phát phải hoàn toàn cân với lượng tiêu thụ điện hộ tiêu thụ kể tổn thất điện Trong thực tế lượng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi Việc nắm quy luật tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc 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 việc dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân bố tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy phát điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax Trường ĐH BK Hà Nội 450- -1- Đồ án thiết kế nhà máy điện hệ số công suất cosϕ phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công thức biểu kiến sau: St= p max × P% cos ϕ (1) Trong đó: St cơng suất biểu kiến phụ tải thời điểm t, MVA P% công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm cơng suất cực đại Pmax công suất phụ tải cực đại, MW cosϕ hệ số công suất phụ tải Phụ tải cấp 1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV Phụ tải cấp điện áp máy phát cho Pmax=16,4MW, cosϕ=0,8 Phụ tảI bao gồm đường dây: 4kép x3,2 MW x4km 1đơn x1,2 MW x3km Theo đầu cho bảng biến thiên công suất tác dụng thời điểm t, tính theo phần trăm (%), áp dụng theo cơng thức (1) tính cơng suất biểu kiến phụ tải ta có bảng kết sau Bảng t (h) 0÷6 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24 P% 50 70 85 100 60 SUF(MVA) 10,25 14,35 17,425 20,5 12,3 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp máy Trường ĐH BK Hà Nội -2- Đồ án thiết kế nhà máy điện phát S (MWA) 220,55 17,4253 14,35 212,31 10,25 (t) 10 12 14 118 220 224 h Hình 1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV Phụ tải điện áp trung cho Pmax=180MW, cosϕ=0,8 Phụ tảI bao gồm đường dây: 1kép + 4đơn Tương tự tính cơng suất biểu kiến phụ tải cấp điện áp máy phát ta có bảng kết sau Bảng Trường ĐH BK Hà Nội -3- Đồ án thiết kế nhà máy điện 0÷4 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24 P% 75 85 100 90 75 SUT(MVA) 168,75 191,25 225 202,5 168,75 T(h) Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp trung S (MVA) 225 191,25 202,5 168,7 168,7 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 2 Phụ tải tồn nhà máy Tổng cơng suất đặt tồn nhà máy Pđ=400MW, cosϕ=0,8 Cơng suất biểu kiến tồn nhà máy tính theo cơng thức: Stnm= p Đ MF ì P% cos (2) Da vo cơng thức (2) tính cơng suất biểu kiến tồn nhà máy ta có bảng kết sau Bảng Trường ĐH BK Hà Nội -4- Đồ án thiết kế nhà máy điện T (h) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 20 ÷ 24 P% 70 90 85 100 70 S(MVA) 350 450 425 500 350 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải toàn nhà máy S(MVA) 500 450 425 350 350 t(h) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 3 Tự dùng Trong nhà máy nhiệt điện phụ tải tự dùng chiếm phần đáng kể khoảng (5÷8)% tổng cơng suất phát nhà máy Một cách gần ta có Trường ĐH BK Hà Nội -5- Đồ án thiết kế nhà máy điện thể xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau: Std = α.Snmmax(0,4 + 0,6 S nm ) S nm max Trong : Snmmax cơng suất đặt nhà máy,MVA Snm công suất nhà máy thời điểm t,MVA α số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 0,07 Theo cơng thức phụ tải tự dùng nhà máy gồm hai thành phần, thành phần không phụ thuộc vào phụ tải thành phần phụ thuộc vào phụ tải Công suất biểu kiến tự dùng nhà máy tính theo cơng thức sau: ⎛ S α% nP§ MF ⎜ ⎜ 0, + 0, × tnm(t ) × Std= nP§ MF 100 cos ϕ ⎜ ⎜ cos ϕ ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ (3) ⎟ ⎟ ⎠ Dựa vào cơng thức (3) ta có bảng kết sau Bảng T (h) 0÷8 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 20 Stnm(t) 350 450 425 500 350 Std(MVA) 28,7 32,9 31,85 35 28,7 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị phụ tải tự dùng Trường ĐH BK Hà Nội -6- 20 ÷ 24 Đồ án thiết kế nhà máy điện S (MVA) 35 32,9 31,85 28,7 28,7 T(h) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 4 Cơng suất phát hệ thống Nhà máy thiết kế có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung phát lượng công suất thừa lên hệ thống 220 kV Ta có tổng cơng suất phát tồn nhà máy tổng cơng suất tiêu thụ STNM(t)=STD(t)+SUF(t)+SUT(t)+ SVHT(t) Vậy công suất phát hệ thống: SVHT(t)= STNM(t)- [STD(t)+SUF(t)+SUT(t) ] Trong đó: SVHT(t): Cơng suất hệ thống thời điểm t,MVA STD(t): Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t,MVA SUF(t): Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát thời điểm t,MVA SUT(t): Công suất phụ tải cấp điện áp trung thời điểm t,MVA STNM(t): Công suất toàn nhà máy thời điểm t,MVA Thay giá trị tính ta kết tính tốn phụ tải cân cơng suất phát hệ thống bảng sau: Bảng Trường ĐH BK Hà Nội -7- Đồ án thiết kế nhà máy điện T (h) 0÷4 4÷6 6÷8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24 Stnm(t) 350 350 350 450 450 425 500 500 350 SUF(t) 10,2 10,25 14,35 14,35 17,425 17,425 20,5 12,3 12,3 SUT(t) 68,75 191,25 191,25 191,25 225 225 202,5 168,75 168,75 STD(t) 28,7 28,7 28,7 32,9 32,9 31,85 35 35 28,7 SVHT(t ) 142,3 119,8 115,7 211,5 174,675 150,725 242 283,95 140,25 Từ bảng kết ta vẽ đồ thị S(MVA) 283,95 242 211,5 174,675 150,725 142,3 119,8 140,25 115,7 10 12 14 16 Hình 5 Đồ thị tổng toàn nhà máy Trường ĐH BK Hà Nội -8- 18 20 22 24 t (h) Đồ án thiết kế nhà máy điện S(MVA) 500 450 425 S HT 350 S ΤΝΜ 350 275,325 271,275 268 238,5 234,2 ST 230,2 S Τ + SUF + STD 216,05 209,75 207 55,5 50,325 49,275 47,3 S TD 47,25 43,05 38,95 17,25 20,5 SUF S UF 14,35 10,25 SUF + S TD 41 12,3 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) Hình 6 Nhận xét Qua đồ thị phụ tải tổng hợp ta có số nhận xét chung sau: Nhà máy phát công suất cực Trường ĐH BK Hà Nội -9- đại Snmmax = 500 MVA lúc14h - 20h, ... tối ưu công suất tổ máy phát điện nhà máy phân bố công suất nhà máy phát điện với Trong nhiệm vụ thiết kế cho đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo phần trăm công suất. .. Nội 450- -1- Đồ án thiết kế nhà máy điện hệ số công suất cosϕ phụ tải tương ứng từ ta tính phụ tải cấp điện áp theo công thức biểu kiến sau: St= p max × P% cos ϕ (1) Trong đó: St công suất biểu... biểu kiến phụ tải thời điểm t, MVA P% công suất tác dụng thời điểm t tính phần trăm cơng suất cực đại Pmax công suất phụ tải cực đại, MW cosϕ hệ số công suất phụ tải Phụ tải cấp 1.1 Phụ tải cấp