Đồ án mẫu môn Nhà Máy Điện - Đại học Điện Lực

Đồ án mẫu môn Nhà Máy Điện - Đại học Điện Lực

Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay điện năng tham gia vào mọi lĩnh vực của cuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt. Nó đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Bởi vì điện năng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá, .) dễ dàng truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được ứng dụng rất rộng rãi. Điện năng là nguồn năng lượng chính là điều kiện quan trọng để phát triển đất nước. Vì vây muốn phát triển kinh tế xã hội, thì điện năng phải đi trước một bước. Để làm được điều này,chúng ta phải không ngừng nâng cao và phát triển hệ thống điện trên cả nước nói chung và phát triển các nhà máy điện nói riêng. Nhà máy điện là một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện, cũng như sự phát triển của hệ thống năng lượng quốc gia là sự phát triển của các nhà máy điện.Việc giải quyết đúng vấn đề kinh tế , kỹ thuật trong thiết kế nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung cũng như hệ thống điện nói riêng. Trong quá trình thiết kế, với khối lượng kiến thức đã học và được sự giúp đỡ của Th.S PHÙNG THỊ THANH MAI đã giúp em hoàn thành bản thiết kế này. Nhưng do kiến thức có hạn và còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản thiết kế không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý của các thầy cô trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực hiện NGUYỄN ĐĂNG GIANG SVTH:Nguyễn Đăng Giang Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN (đề số 23) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Lớp: Đ4H3 Giảng viên hướng dẫn: Phùng Thị Thanh Mai THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x 100 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau: 1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: P max = 17 MW, cosφ = 0,84 Gồm 3 kép x 3MW x 4 km và 4 đơn x 2 MW x 4 km. Biến thiên phụ tải ghi trong bảng (tính theo phần trăm P max ). Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với I cắt = 21 kA và t cắt = 0,7 sec và cáp nhôm, vỏ PVC với thiết diện nhỏ nhất là 70 mm 2 . 2. Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: P max = 160 MW, cosφ = 0,85 Gồm 2 kép x 80 MW. Biến thiên phụ tải ghi trong bảng ( tính theo phần trăm P max ). 3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P max = 100 MW, cosφ = 0,86 Gồm 1 kép x 100 MW ghi trong bảng ( tính theo phần trăm P max ). Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng 2 lộ đường dây, chiều dài mỗi lộ 100 km. Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế): 6000 MWA. Công suất dự phòng của hệ thống là 200 MVA;Công suất ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống S N =2000 MVA. Tự dùng α = 9 %, cosφ = 0,83. Công suất toàn nhà máy: ghi trên bảng (tính theo phần trăm công suất đặt). Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 P UF (%) 80 70 70 80 90 100 100 90 80 P UT (%) 90 80 90 90 100 90 90 90 80 P UC (%) 80 90 90 100 90 90 90 80 80 P FNM (%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 Nội dung tính toán: 1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối dây. 2. Tính toán chọn máy biến áp. 3. Tính toán ngắn mạch. 4. Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu. 5. Chọn các khí cụ điện, dây dẫn. 6. Tính toán tự dùng. SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 Chọn máy phát điện Dựa vào công suất của mỗi tổ máy theo đầu bài cho ứng với mỗi tổ máy có P = 100 MW của nhà máy điện kiểu NĐNH ta chọn máy phát điện đồng bộ tuabin hơi: TBΦ- 100-3600 Bảng 0: Thông số máy phát điện Tốc độ(n) (vòng/phút) Công suất(S đm ) MVA P đm MW U đm kV dm cosφ I đm kA x’’ d Ω x’ d Ω x 2 Ω 3600 117,5 100 10,5 0,85 6,475 0,1593 0,2243 0,1945 1.2 Tính Toán Cân Bằng Công Suất 1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy ( ) % FNM FNM đ P (t) P t P = ( ) ( ) ( ) % % đmF FNMđ FNM FNM n*P S t S *P t *P t cosφ = = Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 P FNM (%) 80 90 90 95 100 90 100 90 80 FNM 4*100 80 S (0 4) * 376,5(MVA) 0,85 100 - = = Tính toán tương tự cho các giờ tiếp theo. Ta có bảng như sau: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 4 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S FNM (MVA) 376,47 423,5 423,5 447,1 470,6 423,5 470,6 423,5 376,5 Vẽ đồ thị phụ tải: 1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng S td ( t ) =S td max . ( 0,4+0,6. S FNM ( t ) S đặ t ) =α . n. P đ mF cosφ td . ( 0,4+0,6. S FNM ( t ) S đặ t ) Trong đó: S td (t) : Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t % α : Lượng điện phần trăm tự dung; n : Số tổ máy P đmF :Công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát S FNM ( t ) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t S t d ( 0−4 ) =S t d m ax . ( 0,4+ 0, 6. S FN M ( 0−4 ) S đặt ) =α . n. P đ mF co sφ t d . ( 0,4+0,6. S FN M ( 0−4 ) S đặ t ) =0,09. 4.100 0,83 . ( 0,4 +0,6. 376,5 117,5.4 ) =38,19 (MVA ) SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 5 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S TD (MV A) 38,194 40,8 40,8 42,1 43,41 40,8 43,41 40,8 38,19 Ta có đồ thị phụ tải tự dùng: 1.2.3 Đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp a. Đồ thị phụ tải ở cấp điện áp máy phát: ( ) ( ) ( ) ( ) max % UF UF UF m UF ax % UF UF UF UF P S t *P t cosφ P 17 S 0 4 *P 0 4 *80% 16,19(MVA) cosφ 0,84 = - = - = = Tính toán tương tự cho các khoảng thời gian khác ta có bảng sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 SUF(MVA) 16,19 14,17 14,17 16,19 18,21 20,24 20,24 18,21 16,19 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 6 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai Từ đó vẽ đồ thị cấp điện cấp điện áp máy phát: b.Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV Ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) max % UT UT UT max % U UT T UT UT UT P S t *P t cosφ P 160 S 0 4 *P 0 4 *90% 169,41(MVA) cosφ 0,85 = - = - = = Tính toán tương tự cho các giờ tiếp theo. Ta có bảng như sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S UT (MVA) 169,41 150,6 169,4 169,4 188,2 169,4 169,4 169,4 150,6 Từ đó ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110 kV : SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 7 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai c. Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: ( ) ( ) ( ) ( ) UC max % UC UC UC max % UC UC U UC C P S t *P t cosφ P 100 S 0 4 *P 0 4 *80% 93,02(MVA) cosφ 0,86 = - = - = = Tính toán tương tự cho các giờ tiếp theo. Ta có bảng như sau: Giờ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 S UC (MVA) 93,02 3 104,7 104,7 116,3 104,7 104,7 104,7 93,02 93,02 Từ đó ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV : SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 8 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai 1.2.4 Đồ thị cân bằng công suất phát về hệ thống Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điểm ( công suất phát bằng công suất thu), không xét đến công suất tổn thất tron máy biến áp ta có UF UT UC UF UT UC UF UT UC S (t) = S (t)+S (t)+S (t)+S (t) + S (t) S (t) = S (t) - S (t) - S (t) -S (t)- S (t) S (0-4) = S (0-4) - S (0-4) - S (0-4)-S ( 0-4) - S (0-4) FNM TD VHT VHT FNM TD VHT FNM TD → =376,47- 16,19 - 169,41 - 93,023-38,194 = 59,653 (MVA) Tính toán tương tự cho các giờ tiếp theo. Ta có bảng như sau: Bảng cân bằng công suất tổng hợp GIỜ 0-4 4-8 8-10 10-12 12-16 16-18 18-20 20-22 22-24 SFNM(MVA) 376,47 423,5 423,5 447,1 470,6 423,5 470,6 423,5 376,5 STD (MVA) 38,194 40,8 40,8 42,1 43,41 40,8 43,41 40,8 38,19 SUF(MVA) 16,19 14,17 14,17 16,19 18,21 20,24 20,24 18,21 16,19 SUT(MVA) 169,41 150,6 169,4 169,4 188,2 169,4 169,4 169,4 150,6 SUC(MVA) 93,02 104,7 104,7 116,3 104,7 104,7 104,7 93,02 93,02 SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 9 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai SVHT(MVA) 59,653 113,3 94,5 103,1 116,1 88,43 132,9 102,1 78,47 Ta có đồ thị công suất phát về hệ thống như sau: Từ bảng cân bằng công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy như sau: Kết luận : Qua bảng số liệu trên ta thấy: S HVT (t) > 0 trong mọi thời điểm. Do vậy nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống . Nhận xét: - Nhà máy thiết kế có tổng công suất là : S NMđm = ∑ S đm =n.S đmF = 4*117,5=470 (MVA) So với công suất đặt của hệ thống là: 6000MVA chiếm 7,83 %. - Công suất dự phòng của hệ thống:S dtHT =200 (MVA) - Công suất phát về hệ thống: S vht max = 132,9 MVA từ : 18h - 20h S vht min = 59,651 MVA từ : 0h - 4h Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống, công suất thừa phát lên hệ thống khi cực đại so với công suất đặt của nhà máy chiếm: 28,24 %. Có S vht max < S dtHT  nhà máy làm việc ổn định với hệ thống - Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) có: SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Page | 10 . Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực hiện NGUYỄN ĐĂNG GIANG SVTH:Nguyễn Đăng Giang Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai ĐỒ ÁN. Tính toán tự dùng. SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy Điện GVHD:Phùng Thị Thanh Mai SVTH:Nguyễn Đăng Giang –Đ4H3 Đồ Án Môn Học Nhà Máy