Thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy 50MW

Thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy 50MW

Đồ án thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I.1/ Chọn máy phát điện: Theo nhiệm vụ thiết kế, nhà máy nhiệt điện bao gồm 4 tổ máy 50MW Do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy nên việc chọn máy phát điện chỉ cần lưu ý chọn các máy phát điện cùng loại để đơn giản trong việc vận hành, điện áp càng cao càng tốt để giảm dòng định mức của máy phát và dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này Ta chọn máy phát đồng bộ có các thông số như sau: Loại máy Sđm Pđm Uđm Cosφđm Iđm x"d x'd xd phát MVA MW 0,135 0,3 1,84 62,5 50 kV kA TBФ-50-2 10,5 0,8 3,45 I.2/ Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát: Theo đề bài: Pmax = 13 MW ; cosφ = 0,8 Áp dụng các công thức: Trong đó: Pmax : công suất tác dụng của phụ tải ở chế độ cực đại (MW) P(t)% : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t cho dưới dạng phần trăm P(t) : công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t (MW) Tính được công suất của phụ tải ở các khoảng thời gian khác nhau trong ngày: Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 1 Đồ án thiết kế nhà máy điện Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 P(t)% 70 85 85 100 100 90 75 75 P(t) 9,10 11,05 11,05 13,00 13,00 9,75 9,75 S(t) 11,38 13,81 13,81 16,25 16,25 11,70 14,63 12,19 12,19 Dựa theo kết quả tính toán trong bảng, ta vẽ được đồ thị phụ tải của cấp điện áp máy phát: I.3/Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung: Theo đề bài ta có: Pmax = 90 MW; cosφ = 0,8 Áp dụng các công thức trên, ta có bảng số liệu sau: Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 P(t)% 80 95 95 90 90 100 70 70 P(t) 72,00 85,50 85,50 81,00 81,00 90,00 63,00 63,00 S(t) 90,00 106,88 106,88 101,25 101,25 112,50 78,75 78,75 Dựa theo kết quả tính toán trong bảng, ta vẽ được đồ thị phụ tải của cấp điện áp trung 110kV: Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 2 Đồ án thiết kế nhà máy điện I.4/Tính toán công suất phát của cả nhà máy điện: Theo đề bài thì đây là nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy 50MW Pmax = 200MW, cosφ = 0,8 Áp dụng các công thức trên, ta có bảng số liệu sau: Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 P(t)% 75 75 85 85 100 90 90 75 P(t) 150 150 170 170 200 180 180 150 S(t) 187,50 187,50 212,50 212,50 250,00 225,00 225,00 187,50 Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 3 Đồ án thiết kế nhà máy điện I.5/Tính toán công suất tự dùng của nhà máy: Nhà máy thiết kế có công suất tự dùng cực đại bằng 8% tổng công suất định mức Đó là nguồn cung cấp khác nhau phục vụ cho quá trình tự động hoá các tổ máy phát điện Công suất tự dùng gồm 2 thành phần:  Thành phần không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy (chiếm khoảng 40% tổng công suất tự dùng)  Thành phần phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy (chiếm khoảng 60% tổng công suất tự dùng của nhà máy) Ta sử dụng công thức sau để tính công suất tự dùng của nhà máy theo thời gian: Std(t)= .(0,4 + 0,6 ) Trong đó: 20-24 Std(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t 13,60 α%: lượng điện phần trăm tự dùng SNM: công suất của nhà máy SNM(t): công suất của nhà máy theo thời gian Kết quả tính toán cho trong bảng: Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 S(t) 13,60 13,60 14,56 14,56 16,00 15,04 15,04 Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 4 Đồ án thiết kế nhà máy điện I.6/Tính công suất phát về hệ thống: Nhà máy điện liên lạc với hệ thống thông qua đường dây 220kV nhằm mục đích vận hành hệ thống điện được kinh tế và hiệu quả, tăng cường dự trữ công suất trong hệ thống Dựa vào công suất phát của nhà máy và yêu cầu của phụ tải tại các thời điểm khác nhau ta có thể xác định được công suất phát về hệ thống theo công thức sau: SVHT(t)= SNM(t) – [ST(t) + Smf(t) +Std(t)] Trong đó : SVHT(t) - Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t SNM(t) -Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t ST(t) - Phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t SUF(t) - Phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t STD(t) - Phụ tải tự dùng tại thời điểm t Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 5 Đồ án thiết kế nhà máy điện Kết quả tính toán được cho theo bảng : 12-14 14-18 18-20 20-24 Thời gian 0-6 6-8 8-10 10-12 250,00 225,00 225,00 187,50 16,25 14,63 12,19 12,19 SNM 187,50 187,50 212,50 212,50 101,25 112,50 78,75 78,75 SUF 11,38 13,81 13,81 16,25 16,00 15,04 15,04 13,60 SUT 90,00 106,88 106,88 101,25 116,50 82,84 119,02 82,96 STD 13,60 13,60 14,56 14,56 SVHT 72,53 53,21 77,25 80,44 Đồ thị công suất phát về hệ thống theo kết quả tính trong bảng: Nhận xét chung: Phụ tải của nhà máy phân bố không đều trên cả ba cấp điện áp và giá trị công suất cực đại có trị số là: SUFmax = 16,25 MVA SUTmax = 112,5 MVA SVHTmax = 119,02 MVA Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta thấy phụ tải trung áp chiếm phần lớn công suất do nhà máy phát ra do đó việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải này là quan trọng Tổng công suất của hệ thống điện chưa kể nhà máy thiết kế là: Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 6 Đồ án thiết kế nhà máy điện SHT = 2100MVA với dự trữ quay là 14% tương đương với công suất dự trữ là SdtHT =14%.2100 = 294 MVA lớn hơn công suất của một tổ máy phát và lớn hơn công suất về hệ thống cực đại là 119,02 MVA Như vậy có thể thấy nhà máy có vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho phụ tải phụ tải trung áp và phụ tải địa phương Tuy nhiên với nhiệm vụ của mình, nhà máy cũng có những đóng góp một phần công suất lớn trong thời điểm cực đại của phụ tải hệ thống, SVHTmax = 119,02 MVA trong khoảng thời gian 18h ÷ 20h hàng ngày Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 7 Đồ án thiết kế nhà máy điện CHƯƠNG II CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY II.1/ Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy: Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy là một khâu rất quan trọng Các phương án đưa ra phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải, có tính khả thi, hiệu quả kinh tế cao  Phụ tải cấp điện áp máy phát : SUFmax = 16,25 MVA, công suất này được lấy từ 2 phía hạ áp của máy biến áp liên lạc < 15% ta không cần sử dụng thanh góp máy phát  Công suất cấp điện áp trung: STmax = 112,5 MVA STmin = 78,75 MVA do đó có thể ghép một hoặc hai bộ máy phát - máy biến áp bên trung áp  Cấp điện áp cao (về hệ thống) và cấp điện áp trung đều có trung tính trực tiếp nối đất, hệ số có lợi: Vậy ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp  Dự trữ quay của hệ thống là 294 MVA lớn hơn tổng công suất định mức của 2 tổ máy nên về lý thuyết có thể ghép 2 tổ máy phát với 1 máy biến áp Dựa trên các đặc điểm trên, ta đưa ra các phương án nối điện chính cho nhà máy thiết kế: Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 8 II.1.1/ Phương án 1: Đồ án thiết kế nhà máy điện PA1 HTD SUT 110 220 B2 TN1 B1 TN2 MF1 MF2 MF3 MF4 Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây cấp điện cho thanh góp điện áp trung 110kV, 2 máy phát còn lại được nối với thanh góp điện áp cao Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp và phát điện lên hệ thống Điện địa phương được trích tử phía hạ của máy biến áp liên lạc Điện tự dùng được trích từ đầu cực mỗi máy phát Ưu điểm: đơn giản trong vận hành, số lượng các thiết bị cao áp ít nên giá thành đầu tư thấp Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 9 II.1.2/ Phương án 2: Đồ án thiết kế nhà máy điện PA2 HTD SUT 220 110 B1 B2 TN1 TN2 MF1 MF2 MF3 MF4 Phương án này dùng 1 bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây cấp điện cho phụ tải câp điện áp 110kV, 3 máy phát còn lại được nối vói thanh góp điện áp cao Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa cấp điện áp trung và hệ thống Ưu điểm: đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải Nhược điểm: số lượng các thiết bị cao áp nhiều hơn phương án 1 nên chi phí đầu tư cao hơn Đào Bá Thịnh – HTĐ4 – K48 10 ... tải cấp điện áp trung 110kV: Đào Bá Thịnh – HT? ?4 – K48 Đồ án thiết kế nhà máy điện I .4/ Tính tốn cơng suất phát nhà máy điện: Theo đề nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy 50MW Pmax... 8-10 10-12 12- 14 14- 18 18-20 S(t) 13,60 13,60 14, 56 14, 56 16,00 15, 04 15, 04 Đào Bá Thịnh – HT? ?4 – K48 Đồ án thiết kế nhà máy điện I.6/Tính cơng suất phát hệ thống: Nhà máy điện liên lạc... suất nhà máy phát việc đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải quan trọng Tổng công suất hệ thống điện chưa kể nhà máy thiết kế là: Đào Bá Thịnh – HT? ?4 – K48 Đồ án thiết kế nhà máy điện