Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện: Lựa chọn khí cụ điện và dây dẫn cho sơ đồ phụ tải địa phương

Chọn dao cách ly

Ta thấy phơng án 2 kinh tế phơng án 1 , mặt khác độ tin cậy về mặt kĩ thuật cũng tốt hơn. + Để xác định xung lợng nhiệt của thành phần chu kì ta dụng phơng pháp giải tích đồ thị.

Chọn dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm

Với Uvq : Là điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang UđmHT : Là điện áp hệ thống tại nơi lắp đặt dây dẫn. Chọn dây dẫn nối từ phía trung máy biến áp tự ngẫu đến thanh góp.

Sơ đồ phụ tải địa phơng

Ftt’ : Là lực điện động đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha Fcp : Là lực tác dụng cho phép của sứ. Ftt : Là lực điện động tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch 3 pha Hs : Là chiều cao của sứ. Ibt : Là dòng làm việc bình thờng qua cáp Jkt : Là mật độ dòng kinh tế.

Ta thấy Icb <Icp , nên điều kiện phát nóng khi sự cố đợc thoả mãn.

Chọn kháng điện cho đờng dây phụ tải địa phơng

• Chọn máy biến dòng điện (BI) và máy biến điện áp (BU)

Đoạn cáp 1 là ta xét cho 1 lộ của đờng dây cáp kép , vì đờng dây cáp kép có chiều dài lớn hơn đờng cáp đơn nên điện kháng lớn hơn do đó chọn đợc kháng nhỏ hơn. Ta phải chọn XK của kháng sao cho trong chế độ ngắn mạch thì dòng ngắn mạch nhỏ hơn dòng cắt định mức của máy cắt và đảm bảo ổn định động cho cáp. Với Inhs : Là dòng ổn định nhiệt của cáp đợc xác định theo công thức Inhs= S.C.

- tcắt : Là thời gian cắt của máy cắt, bao gồm cả thời gian tác động của bao gồm cả thời gian tác động của rơ le. Nh vậy điều kiện về đóng cắt của máy cắt và điều kiện ổn định nhiệt của cáp đợc thoả mãn.  Dùng chống sét van PBC–110 đặt ở thanh góp 110KV, đờng dây phía trung của máy biến áp tự ngẫu và đờng dây nối từ máy biến áp ghép bộ với máy lên thanh góp trung áp.

 Dùng chống sét van PBC–35 đặt ở trung tính của máy biến áp 2 dây quấn bên trung để chống quá áp ở điểm trung tính. Ngoài ra còn phải chú ý đến cấp chính xác, vì mỗi ứng với mỗi cấp chính xác đều có phụ tải thứ cấp nhất định. Tổng trở thứ cấp của máy biến dòng bao gồm tổng phụ tải của dụng cụ đo và tổng trở của dây dẫn nối từ thứ cấp của máy biến dòng đến dụng cụ đo.

Điện tự dùng là một phần điện năng nhỏ chiếm khoảng (5-8)% tổng điện năng sản xuất của nhà máy, nhng lại giữ vai trò quan trọng đối với sự làm việc tin cậy của nhà máy điện. Để đơn giản đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống tự dùng thì ngời ta th- ờng tiến hành phân đoạn hệ thống tự dùng cho phù hợp với sơ đồ nhiệt và điện của nhà máy. Thờng số phân đoạn của thiết bị phân phối 6KV không đợc ít hơn số nồi hơi của nhà máy để cho khi cắt một phân đoạn không kéo theo sự làm việc của nồi hơi và tua bin.

Từ cấp 6KV xuống cấp 4KV cũng sử dụng 4 máy biến áp làm việc và 1 máy biến áp dự phòng.

Chọn máy biến áp

Các động cơ nhỏ hơn và các thiết bị tiêu thụ điện khác chiếm một lợng.

Chọn máy cắt và dao cách ly

Ta chỉ thực hiện chọn máy biến áp : gồm 4 máy biến áp công tác và một máy biến áp dự phòng.

Phân tích cơ sở lý thuyết

Một bài toán đặt ra với nhà máy với lợng công suất đợc phép phát nh vậy thì cần phân bố cho các tổ máy nh thế nào để đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật tốt nhất nh : Chi phí tính sản xuất điện năng nhỏ nhất , tổng lợng điện năng sản xuất ra cực đại , độ tin cậy cung cấp điện của nhà máy là tốt nhất .v.v. Để giải đợc bài toán này ta có thể dùng nhiều phơng pháp toán học để giải nh : Phơng pháp Lagơrăng ; Phơng pháp suất tăng tơng đối ; Phơng pháp Gradient ; Phơng pháp hàm phạt..v.v. Thông qua các trung tâm thí nghiệm điện cần phải nghiên cứu kĩ các đặc tính tiêu hao nhiên liêu của các tổ máy sao cho có thể vận hành máy lợng tiêu hao nhiên liệu cho một đơn vị điện năng sản xuất ra trên thanh cái nhà máy là nhá nhÊt.

Từ đờng đặc ta có thể thấy đợc vùng làm việc hiệu suất cao của từng tổ máy và cũng qua đờng đặc tính tiêu hao nhiên liệu của từng tổ máy ta đi xây dựng đờng đặc tính tiêu hao nhiên liệu tơng đơng cho nhà máy. - Các tổ máy có thể đóng cắt trong phạm vi 1 ngày đêm ( trờng hợp này th- ờng xét đối với nhà máy thuỷ điện , nhà máy tua bin khí hổn hợp hoặc nhà máy nhiệt điện trong tình trạng rất thiếu công suất mà biểu đồ phụ tải tổng của hệ thống lại thay đổi nhiều ). - Các tổ máy không đợc đóng cắt trong 1 ngày đêm mà chỉ đóng cắt một số tổ máy theo mùa ( trờng hợp này thờng hay xảy ra với nhà máy nhiệt.

Về phơng pháp tính toán cho 2 trờng hợp này là tơng tự nhau, chỉ khác trong trờng hợp có xét đến khả năng đóng cắt của các tổ máy thì ngoài giá trị công suất của các tổ máy xét trong phạm vi Pimin  Pi  Pimax , thì còn cả Pi= 0 và phải tính đến chi phí mở máy. Dùng phơng pháp quy hoạch động để tìm sách lợc phân phối tối u nguồn công suất Pj cho n tổ máy , với Pj là công suất tổng của nhà máy đợc cho phép bởi trung tâm điều độ. Việc tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu của nhà máy đợc dựa vào kết quả của quá trình tìm đặc tính tiêu hao nhiên liệu của từng cặp tổ máy : Ta bắt đầu từ tổ máy1và tổ máy 2 , từ đặc tính tiêu hao nhiên liệu của 2 tổ máy đầu tiên kết hợp với tổ máy thứ 3 ta có đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 3 tổ máy đầu tiên, quá trình cứ tiếp tục nh vậy cho đến tổ máy cuối cùng.

Tóm lại ở cuối bớc 2 này ta xác định đợc đặc tính tiêu hao nhiên liệu đẳng trị cho 2 tổ máy 1và 2, đồng thời toàn bộ kết quả tính toán ở các bớc trên đều đ- ợc lu lại để làm cơ sở tính toán cho qúa trình thuận sau này. Thực chất của bớc này là phân bồ tối u công suất giữa tổ máy 3 và cụm tổ máy 1,2 sau khi đã biết đặc tính tiêu hao nhiên liệu dẳng trị của 2 tổ máy này. Để xây dựng đặc tính tiêu hao đẳng trị cho 3 tổ máy ta lại lặp lại cách thức tính toán nh chu trình trong và chu trình giữa đã xét ở bớc trớc.

Căn cứ vào lợng công suất mà nhà máy có thể phát đợc trong dãy công suất phát có thể và kết quả chuẩn bị ở quá trình thuận ta xác định đợc cơ cấu tổ máy làm việc và phân phối công suất tối u giữa chúng, cũng nh chi phí nhiên liệu cực tiểu của nhà máy.

Tính toán cụ thể

Từ các giá trị trong các tô màu trong Bảng 2 ta lập đợc đặc tính miêu tả. Tổng hợp các giá trị trong ô đợc tô màu ta có bảng miêu tả đặc tiêu hao nhiên liệu đẳng trị của 3 tổ máy 1,2,3. Quá trình và kết quả tính toán đợc thể hiện trong Bảng 6 , trong bảng này giá trị chi phí nhiên liệu nhỏ nhất tơng ứng vơí mỗi Pj chính là các ô đợc tô màu.

Từ các giá trị trong các tô màu trong Bảng 6 ta lập đợc đặc tính miêu tả. Đây chính là quá trình ngợc mà phần lý thuyết đã giới thiệu , kết qủa đợc thể hiện trong Bảng 8. Xác định chế độ vận hành tối u của nhà máy ứng với biểu đồ công suất đã cho , xác định chi phí nhiên liệu tổng.

So sánh chi phí nhiên liệu xác định đợc theo chế độ vận hành tối u và chế độ phân bố đều công suất. Việc so sỏnh này để thấy rừ hiệu quả kinh tế của sự phõn bố tối u cụng suất cho các tổ máy. Công suất các tổ máy ở từng giờ và chi phí nhiên liệu tổng đợc thể hiện trong Bảng 11.

Riêng từ giờ 9  12 phơng pháp nội suy tuyến tính để tính chi phí nhiên liệu tiêu hao cho từng tổ máy, sau đó mới tính đợc chi phí nhiên liệu tổng cho nhà máy theo từng giờ. Vậy chi phí nhiên liệu tổng trong ngày cho phơng án phân bố đều là : Bđều = 8. Nh vậy so với phơng án tối u thì chi phí nhiên liệu tổng tăng thêm là.

Vận hành theo phơng án tối u thì hiệu quả kinh tế tăng lên rất nhiều.