Đồ án tốt nghiệp Phần I : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng I Tính toán phụ tải ,cân bằng công suất I. Chọn máy phát điện. Theo yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có tổng công suất 400MW, gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất là 100MW. Từ đó ta chọn đợc máy phát điện có các thông số đợc ghi trong bảng sau : Bảng 1-1 : Loại máy phát S MVA P MW U KV COS dm I kA X d X d X d Loại kích thích TB -100- 3600 117,5 100 10,5 0,85 6,475 0,1593 0,2243 1,6493 BTT- 1200-420 II. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. Để đảm bảo vận hành an toàn , tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lợng điện năng tiêu thụ ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm đợc quy luật biến đổi này tức là tìm đợc đồ thị phụ tải là điều rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào công cụ là đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn đợc các phơng án nối điện hợp lý , đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp và phân bố tối u công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau. Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P max và Đỗ Văn Đức- HTĐ3 - K45 Đồ án tốt nghiệp hệ số cos của từng phụ tải tơng ứng từ đó ta tính đợc phụ tải của các cấp điện áp theo công suất biểu kiến nhờ công thức sau : Trong đó : P(t) là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t. S(t) là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t. P% là công suất tác dụng của phụ tải cho dới dạng % cos là hệ số công suất của phụ tải. S u220 HT S u110 S uF S td I.1. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp máy phát: -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 15MW và cos = 0,9. Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 2 1)-(1 cos100 % )( max P x P tS = 2)-(1 100 % )( max xP P tP = Máy biến áp Đồ án tốt nghiệp - áp dụng công thức (1-1)và (1-2) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng : t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 -24 P%(t) 60 70 90 80 70 P uF (t) 9 10,5 13,5 12 10,5 S uF (t) 10 11,67 15 13,33 11,67 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : 11.67 13.33 15 11.67 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 4 8 12 16 20 24 II.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp trung 110kV : -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 100 MW; P% (t) và cos = 0,8. - áp dụng công thức (1-1)và (1-2) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng: t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 -24 P%(t) 70 80 90 90 75 P u110 (t) 70 80 90 90 75 S u110 (t) 87,5 100 112,5 112,5 93,75 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 3 Đồ án tốt nghiệp 93.75 112 .5 112 .5 100 87.5 50 60 70 80 90 100 110 120 0 4 8 12 16 20 24 II.3. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất cấp điện áp cao 220kV : -Theo nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 90 MW; P% (t) và cos = 0,85. - áp dụng công thức (1-1)và (1-2) ta có kết quả tính toán ghi ở bảng: t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 -24 P%(t) 75 70 80 80 70 P u220 (t) 67,5 63,00 72,00 72,00 63 S u220 (t) 79,41 74,12 84,71 84,71 74,12 Dựa vào bảng tính toán ở trên ta vẽ đợc đồ thị : Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 4 Đồ án tốt nghiệp 74.12 84.71 84.71 74.12 79.41 50 60 70 80 90 100 0 4 8 12 16 20 24 II.4. Tính toán công suất phát toàn nhà máy: P max =P nm =4.100=400W cos =cos đm = 0,85 S max = P max / Cos =400/0,85 =470 MVA t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 -24 P%(t) 70 75 95 85 80 S nm (t) 329,41 352,94 447,06 400 376,47 Đồ thị: 376.47 400 329 .41 352.94 447 .06 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 4 8 12 16 20 24 Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 5 Đồ án tốt nghiệp 1.2.4. Tính toán công suất tự dùng nhà máy: công suất tự dùng của nhà máy đợc tính theo công thức: ).6,004.(. nmdm nm nmdmtd S S SS += Trong đó : S nmdm =470 MVA;=5% Dựa vào số liệu S nm (t)và công thc trên ta tính đợc bảng: t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 -24 S nm (t) 329,41 352,94 447,06 400 376,47 S td (t) 19,28 19,99 22,81 21,4 20,69 Đồ thị: 20.69 21.4 19.28 19.99 22.81 0 5 10 15 20 25 0 4 8 12 16 20 24 1.2.5. Xác định đồ thị công suất phát về hệ thống : - Công suất phát về hệ thống đợc xác định theo công thức sau: S HT (t)=S nm (t)-[S uF (t)+S u110 (t)+S u220 (t)+S td (t)] (1-3) Trong đó: S HT (t): Tổng công suất phát về hệ thống tại thời điểm t Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 6 Đồ án tốt nghiệp S nm (t): Tổng phụ tải của nhà máy tại thời điểm t S td (t): Phụ tải tự dùng của nhà máy tại thời điểm t S u110 (t): Phụ tải ở cấp điện áp trung 110 kV S u220 (t): Phụ tải ở cấp điện áp trung 220 kV S uF (t): Phụ tải ở cấp điện áp máy phát áp dụng công thức trên để tính toán ta có kết quả ghi ở bảng sau: t 0-4 4-8 8-16 16-20 20-24 S nm 329,41 352,94 447,06 400 376,47 S uF 10 11,67 15 13,33 11,67 S u110 87,5 100 112,5 112,5 93,75 S u220 79,41 74,12 84,71 84,71 74,12 S td 19,28 19,99 22,81 21,4 20,69 S HT 133,22 147,16 212,04 168,06 176,24 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy nh sau: Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 7 Đồ án tốt nghiệp 176 .24 168.06 133.22 147.16 212.04 100 120 140 160 180 200 220 240 0 4 8 12 16 20 24 III.Nhận xét chung: 1) Nhà máy thiết kế có tổng công suất là:S NMđm = 4.100 = 400 (MVA) So với công suất của hệ thống S HT = 8000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm : 5,88% công suất toàn hệ thống. 2)công suất cực đại phát về hệ thống là:212,04MVA; phụ tải điện áp trung cực đại là 112,04MVA;dự trữ hệ thống là 10%S td =0,1.8000=800MVA.Do đó khi nhà máy bị sự cố thì hệ thống vẫn làm việc ổn định và đảm bao cung cấp điện liên tục cho phụ tải điên áp trung 3)Từ đồ thị công suất phát toàn nhà máy ta có thể tính đợc lợng điện năng nhà máy phát ra trong một năm nh sau: A=365P nmi *t i =365(280.4+300.4+380.8+340.4+320.4).10 3 =2920000.10 3 KWh Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 8 Đồ án tốt nghiệp Chơng 2: các phơng án nối dây cho nhà máy điện: 1 )Đề SUấT PHƯƠNG áN Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật . Cơ sở để để xác định các phơng án có thể là số lợng và công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lới và phụ tải tơng ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện và lới điện Khi xây dựng phơng án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau : Nguyên tắc 1 Có hay không có thanh góp điện áp máy phát Nếu S uF max nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phơng thì không cần thanh góp điện áp máy phát . S uF max 30% S đm 1F Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 9 Đồ án tốt nghiệp Nguyên tắc 2 Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lợng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa phơng và tự dùng. Nguyên tắc 3 Nếu phía điện áp cao , trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp. Nguyên tắc 4 Sử dụng số lợng bộ máy phát máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho tơng ứng với công suất cực đại cấp đó Nguyên tắc 5 Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhng phải đảm bảo S bộ S dự phòng ht . +Nhận xét: 1-Đây là nhà máy nhiệt điện,phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ nên không dùng thanh góp điện áp máy phát.Phụ tải địa phơng và tự dùng lấy từ đầu cực máy phát. 2-Do các cấp điện 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp,mặt khác hệ số có lợi = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống. 3-Nhà máy gồm 4 tổ máy có công suất 4.100MW. Với nhận xét trên ta có các phơng án nối đIện cho nhà máy nh sau: 1. Phơng án 1 : Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 10 F1 ~ ~ ~ ~ F2 F3 F4 TD+ĐP TD+ĐP TD TD B1 B2 B3 B4 220kV 110kV [...]... 20- 24 SHT 67,08 64, 68 115 ,48 98,8 123,38 83,38 SUT 64, 4 64, 4 73,6 91,9 68,9 68,9 Sc 33, 54 32, 34 57, 74 49 ,4 61,69 41 ,69 ST -17,1 -17,1 -12,5 -3,35 - 14, 85 - 14, 85 SH 16 ,44 15, 24 45, 24 46,05 46 , 84 26, 84 Dấu (-) trớc công suất của cuộn dây trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công suất từ phía trung sang cuộn cao áp IV Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp : 1- Tổn thất điện năng trong 2 máy biến... thống vẫn làm việc ổn định Nh vậy máy biến áp đã chọ ở trên đạt yêu cầu 220kV STmin = 64, 4 110kV 75,38 341 49 B1 B3 B2 Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 B4 26 Đồ án tốt nghiệp 49 ,3 41 ,19 ~ F1 TD ~ TD 49 ,3 ~ F2 TD F3 ~ TD F4 III Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thờng : a) Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 : - Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh... lên thanh góp, tức là bộ này làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng Khi đó công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ đợc tính : SB3 = SB4 = SđmF - S td max 2,82 = 50 = 49 ,3 (MVA) 4 4 - Tổng phụ tải của 2 máy biến áp B 3 và B4 là : SB3 + SB4 = 2 49 ,3 = 98,6 (MVA) b) Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến áp tự ngẫu B1 và B2: - Phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây điện áp cao đợc phân... vậy máy biến áp đã chọn ở trên đạt yêu cầu 158 .49 44 87.5 79 ,41 V HT 110kV 111,8 111,8 237,9 139,1 B3 B1 B4 B2 101.8 5 ~ F1 ~ TD+ĐP F2 Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 ~ ~ F3 F4 TD 18 Đồ án tốt nghiệp III Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thờng : + Đối với máy biến áp nối bộ B3 và B4 - Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là bộ này làm... thanh góp 110 kV Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là các máy phát điện và hệ thống - Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát điện : điểm ngắn mạch N3 và N4 Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là các máy phát điện và hệ thống Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N4 chỉ là máy phát điện F1 - Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng : điểm ngắn mạch N5, nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống Do vậy với điểm... 112.5 84, 71 1 24. 8 5 SHT 1 04. 78 110kV 111,8 0,35 B4 B1 0,35 105.13 ~ F1 ~ F2 TD ~ F3 ~ F4 TD b .Máy biến áp tự ngẫu B1 hoặc B2 bị sự cố : Ta có Su110max/Su110min=112.5/87.5 nếu ta vẫn cho hai máy phát F3, F4 làm việc với công suất định mức thì công suất truyền lên thanh góp trung áp qua các máy biến áp B3,B4 là SB3+SB4=2(SđmF-Stdmax /4) =2(117,5-22,81 /4) =223,6 MVA Do đó công suất luôn truyền từ phía trung... án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV Hai bộ máy phát điện máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV + Ưu điểm: -Số lợng và chủng loại máy biến áp ít, các máy biến áp 110kV có giá thành hạ hơn giá máy biến... đó công suất tải qua máy biến áp nối bộ đợc tính : SB3 = SB4 = SđmF - Stdmax /4 = 117,5-22,81 /4= 111,8 (MVA) - Tổng phụ tải của 2 máy biến áp B 3 và B4 là : SB3 + SB4 = 2.111,8 = 223,6 (MVA) +.Phân bố công suất cho các cuộn dây của hai máy biến áp tự ngẫu B1và B2: - Phía điện áp cao 220kV : Công suất của cuộn dây điện áp cao đợc phân bố theo biểu thức sau : Sc(B1) = Sc(B2) = 1 (SHT+SU220) 2 - Phía điện. .. B4 2 SB AB3 = AB4 =(P0 + Pn 2 ).8760 S đmB Trong đó : - SđmB : là công suất định mức của máy biến áp - SB : phụ tải bằng phẳng của máy biến áp - P0, PN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp (nhà chế tạo đã cho P0 =59kW, PN= 245 kW) Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 28 Đồ án tốt nghiệp - Thay giá trị tính toán ta có : AB3 = AB4 = 8760.[59 + 0 245 ( 49 ,3 2 ) ]= 18311 04, 96 (kWh) 63 Vậy tổn thất điện. .. 93,75 SU220 79 ,41 74, 12 84, 71 84, 71 74, 12 SC 106,35 110, 64 148 ,37 126,385 125,18 ST -68,05 -61,8 -55,55 -55,55 - 64, 925 SH 38,265 48 , 84 92,825 70,835 60,255 IV Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp : Đỗ Văn Đức HTĐ3 K45 19 Đồ án tốt nghiệp a MBA hai dây quấn B3, B4: Tổn thất điện năng trong máy biến áp bộ đợc tính theo công thức S A 3 = A 4 = P0 T + Pn B3 S dm 2 T Trong đó: P0: tổn thất không . nghiệp Phần I : Thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng I Tính toán phụ tải ,cân bằng công suất I. Chọn máy phát điện. Theo yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có tổng công suất 40 0MW, gồm. chung: 1) Nhà máy thiết kế có tổng công suất là: S NMđm = 4. 100 = 40 0 (MVA) So với công suất của hệ thống S HT = 8000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm : 5,88% công suất toàn hệ thống. 2 )công suất. Cos =40 0/0,85 =47 0 MVA t(h) 0- 4 4-8 8-16 16-20 20 - 24 P%(t) 70 75 95 85 80 S nm (t) 329 ,41 352, 94 447 ,06 40 0 376 ,47 Đồ thị: 376 .47 40 0 329 .41 352. 94 447 .06 100 150 200 250 300 350 40 0 45 0 500 0