Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 500MW
MỤC LỤC
Phụ tải trung áp
Phụ tải cao áp
Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát lên hệ thống.
Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát lên hệ thống Điện năng do nhà máy sản xuất ra, một phần cung cấp cho phụ tải địa
Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị công suất phát vào hệ thống: (hình 1.6). Từ kết quả tính toán ở các bảng số liệu trên ta thành lập được bảng biến thiên phụ tải tổng hợp như sau: (bảng 1.7).
Nhận xét chung
Phụ tải của nhà máy phân phối không đều nhau trên 3 cấp điện áp và giá trị cực đại xuất hiện không đồng thời đối với các phụ tải.
CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
NÊU CÁC PHƯƠNG ÁN
- Số lượng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất, các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung. Phụ tải địa phương sẽ lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát điện, bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây luôn vận hành với công suất bằng phẳng nên để dễ vận hành ta chọn máy biến áp hai cuộn dây không điều áp dưới tải nhằm giảm về mặt kinh tế, dễ vận hành mà vẫn đảm bảo yêu cầu về mặt kỹ thuật.
CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
Đối với máy biến áp hai dây quấn và phía hạ của máy biến áp tự ngẫu ta không cần kiểm tra quá tải vì công suất định mức của nó được chọn theo công suất định mức của máy phát điện và dòng công suất chỉ đi theo một hướng nhất định nên việc kiểm tra quá tải chỉ xét với máy biến áp tự ngẫu ở phía cao và phía trung. Tương tự trường hợp sự cố một bộ bên trung ta không xét trường hợp sự cố một máy biến áp tự ngẫu lúc phụ tải bên trung cực tiểu vì sự cố một máy biến áp tự ngẫu lúc phụ tải bên trung cực đại là trường hợp sự cố mà phía trung máy biến áp tự ngẫu chịu tải nặng nề nhất.
XÁC ĐỊNH DềNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
Mục đích của việc tính dòng điện cưỡng bức của các mạch là để chọn khí cụ điện và dây dẫn cho mạch đó vì các khí cụ điện và dây dẫn không những chỉ làm việc ở chế độ bình thường mà còn phải vận hành ở chế độ cưỡng bức. - Dòng điện cưỡng bức qua máy biến áp tự ngẫu Công suất phía cao của máy biến áp tự ngẫu.
TÍNH TOÁN DềNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua. Một cách đơn giản để tính ngắn mạch là sử dụng phương pháp gần đúng để tính dòng điện ngắn mạch. Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn một chế độ làm việc nặng nề nhất phù hợp với điều kiện làm việc thực tế, dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha.
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG TÍNH TOÁN TRONG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI CƠ BẢN
Để tính ngắn mạch phải lập sơ đồ thay thế, tính điện kháng tương đối các phần tử. - Trước hết ta chọn các đại lượng cơ bản như công suất cơ bản và điện áp cơ bản. - Tính trị số dòng điện xung kích của từng điểm ngắn mạch theo công thức: ixk = 2.
TÍNH DềNG ĐIỆN NGẮN MẠCH THEO ĐƯỜNG CONG TÍNH TOÁN 1. Phương án 1
Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống.
3Iocktt
- Cấp điện áp 220 kV: Nhằm chọn khí cụ điện cho phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1 trên thanh góp 220 kV, nguồn cung cấp là hệ thống và nhà máy điện. - Cấp điện áp 110 kV: Nhằm chọn khí cụ điện cho phía trung áp ta chọn điểm ngắn mạch N2 trên thanh góp 110 kV, nguồn cung cấp là hệ thống và nhà máy điện. Khi ngắn mạch tại N3 coi như máy phát G3 không làm việc ,nguồn cung cấp là các máy phát còn lại và hệ thống.
TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC PHƯƠNG ÁN
Khi tính vốn đầu tư của một phương án, chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền chuyên chở và xây lắp các thiết bị như máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện. Ở hai phương án đều có số lượng các máy phát điện và loại máy đều như nhau nên ta chỉ so sánh vốn đầu tư của 2 phương án bằng vốn đầu tư cho máy biến áp và thiết bị phân phối là máy cắt.
Tính phí tổn vận hành hàng năm P
Phía 220 kV: Có các đường dây phụ tải quan trọng và không quan trọng với công suất lớn, và cả đường dây nối về hệ thống nên yêu cầu tính cung cấp điện liên tục cao. Phía 110 kV: Có các đường dây phụ tải quan trọng và không quan trọng với công suất tương đối lớn nên để đảm bảo cung cấp điện và hợp lý về kinh tế ta chọn sơ đồ hai thanh góp, có thanh góp vòng cho phía 110 kV. Phía 110 kV: Có các đường dây phụ tải quan trọng và không quan trọng với công suất trung bình, nên để đảm bảo cung cấp điện và hợp lý về kinh tế ta chọn sơ đồ hai thanh góp, có thanh góp vòng cho phía 110 kV.
LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN
Máy cắt điện dùng để nối (đóng) hay ngắt (cắt) các mạch điện đường dây trên không, đường dây cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện, bộ tụ điện, nối các thanh góp, các động cơ điện.., đảm bảo việc truyền tải điện năng khi bình thường và khi cắt các phần tử bị hư hỏng ra khỏi lưới điện. Vì mỗi nhà sản xuất sản xuất thiết bị theo một tiêu chuẩn nhất định và các thông số kỹ thuật đều tương ứng với nhiệt độ đó vì thế khi sử dụng những thiết bị này ở môi trường có nhiệt độ khác với nhiệt độ chuẩn ta phải tiến hành hiệu chỉnh các thông số theo nhiệt độ môi trường đó. Vì mỗi nhà sản xuất sản xuất thiết bị theo một tiêu chuẩn nhất định và các thông số kỹ thuật đều tương ứng với nhiệt độ đó vì thế khi sử dụng những thiết bị này ở môi trường có nhiệt độ khác với nhiệt độ chuẩn ta phải tiến hành hiệu chỉnh các thông số theo nhiệt độ môi trường đó.
CSmin=B N
CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ MÁY BIẾN DềNG ĐIỆN 1. Chọn máy biến điện áp (BU)
Ở cấp điện áp 110 kV, nhiệm vụ chính của máy biến điện áp là dùng cho đo lường, bảo vệ rơle và tự động hoá. Dụng cụ phía thứ cấp của máy biến điện áp là các công tơ, đồng hồ đo nên ta dùng hai máy biến điện áp một pha nối theo sơ đồ như hình 5.3. Ta cần phân bố các công tơ, đồng hồ đo phía thứ cấp đồng đều cho hai máy biến điện áp tương ứng như bảng 5.5.
T ШЛ −20−1
CHỌN CHỐNG SÉT
Khi xuất hiện quá điện áp nó sẽ phóng điện trước làm giảm trị số quá điện áp đặt lên cách điện của thiết bị và khi hết quá điện áp thì thiết bị chống sét sẽ tự động dập tắt hồ quang của dòng điện xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thường. Mục đích chọn chống sét van trên các thanh góp 220 kV và 110 kV là ngăn chặn quá điện áp truyền vào trạm biến áp không những gây sự cố phá hoại cách điện trong trạm mà còn gây nên phóng điện trên cách điện đường dây. Điện áp còn dư lại truyền tới cuộn dây của máy biến áp, điện áp này có thể phá hỏng cách điện cuộn dây, đặt biệt là phần cách điện ở gần trung tính nếu trung tính cách điện.
CHỌN CÁP, KHÁNG ĐIỆN, MÁY CẮT HỢP BỘ CHO PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG Cỏc trạm cuối đường dõy phụ tải địa phương dựng cỏp lừi đồng cú tiết diện bộ nhất
Tra bảng ta chọn loại cỏp ba lừi bằng đồng vỏ bọc chỡ, cỏch điện bằng giấy tẩm dầu nhựa thông và chất dẻo không cháy, đặt trong đất (nhiệt độ của đất là 25o C). Theo điều kiện làm việc của thiết bị, cáp có cách điện bằng giấy tẩm dầu trong điều kiện bình thường dòng điện qua chúng không vượt quá 80% dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh thì khi sự cố cho phép quá tải 30% trong thời gian không vượt quá 5 ngày đêm. Ngoài nhiệm vụ hạn chế dòng điện ngắn mạch trong các mạch công suất lớn, nó còn duy trì điện áp trên thanh góp ở một giá trị nhất định khi có ngắn mạch sau kháng.
CHỌN SƠ ĐỒ VÀ CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG
SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG
Ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt đối với máy cắt điện vì Iđm> 1000A.
CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 1. Chọn máy biến áp cấp một
Công suất của máy biến áp thường nằm khoảng 630 ÷ 1000 kVA, máy biến áp công suất lớn hơn thì ta không mong muốn vì lúc đó dòng ngắn mạch trong lưới 380 V và giá thành thiết bị tương ứng tăng lên quá nhiều. Nhà máy thiết kế đặt 5 máy biến áp công tác cấp hai do đó ta cũng đặt một máy biến áp dự trữ cấp hai cho các máy công tác, công suất chọn bằng các máy biến áp công tác, thông số như bảng 6.3.
CHỌN MÁY CẮT VÀ ÁPTÔMÁT
Để chọn máy cắt ta tính dòng ngắn mạch ba pha tại N6 dưới máy biến áp tự dùng cấp một. Điện kháng của hệ thống tính đến điểm ngắn mạch (N5) trước máy biến áp tự dùng cấp 1.
U AIS