Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Nguyễn Mã Đại Lớp : Đ4H2 Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI: PHẦN 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I. Các số liệu ban đầu Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 04 tổ máy, công suất của mỗi tổ máy bằng P đmF = 100 MW. Hệ số tự dùng α TD = 10,8%, cos = 0,85. Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải hạ áp, trung áp, cao áp và phát về hệ thống. 1. Phụ tải cấp điện áp máy phát U MPĐ 11kV P max = 16 MW, cos = 0,87. Gồm 2 kép công suất 6 MW, dài 2 km; và 2 đơn công suất 2 MW, dài 1 km. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.Tại địa phƣơng dùng máy cắt hợp bộ có dòng điện định mức I cắt 21 kA và t cắt =0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất bằng 70 mm². 2. Phụ tải cấp điện áp trung UT (110 kV) P max = 160MW; cosφ = 0,86. Gồm 2 kép x 80 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 3. Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) P max = 180MW; cosφ = 0,85. Gồm 1 kép x 140 MW; và 1 đơn x 40 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 4. Nhà máy được liên lạc với hệ thống điện bằng đường dây kép 220 kV dài 50 km Hệ thống có công suất bằng (không kể nhà máy đang thiết kế) : S đmHT = 6000 MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống : X* HT = 0,85, công suất dự phòng của hệ thống : S dtHT = 180 MVA. Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại 5. Công suất toàn nhà máy : ghi trên bảng. Bảng biến thiên công suất của phụ tải ở các cấp điện áp và toàn nhà máy t(h) 0 5 5 8 8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24 P MPĐ (t) 70 85 80 85 85 100 90 70 P UT (t) 70 80 90 100 80 90 80 70 P UC (t) 90 90 90 80 80 90 100 90 P TNM (%) 80 80 90 100 100 90 90 90 P 2: Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại LỜI Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại LỜI Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại LỜI NÓI ĐẦU ===***=== Trong nền kinh tế theo hƣớng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về việc sử dụng điện năng cho các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, sinh hoạt … tăng lên một cách đáng kể và việc xây mới một nhà máy điện là một nhu cầu tất yếu và vô cùng cần thiết. Xây dựng mới một nhà máy điện là một vấn đề rất quan trọng, nó sẽ tăng tính ổn định của hệ thống, giảm thiểu vấn đề thiếu điện năng đồng thời nâng cao và đảm bảo về vấn đề cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ. Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế – kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không nhỏ cho nền kinh tế và hệ thống điện.Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ vận hành tối ƣu không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên nghành hệ thống điện trƣớc khi xâm nhập thực tế Sau khi họ ủa ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 100 MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phƣơng, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đƣờng dây kép dài 50 km. - - - - - - Chƣơng VI: Phần II: trong - Chƣơng Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại LỜI Em xin TS. 9 4 Sinh viên Nguyễn Mã Đại Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 LỜI 2 7 9 PHẦN I 1 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1 CHƢƠNG I 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 2 1.1 Lựa chọn máy phát điện trong nhà máy nhiệt điện 2 MVA 2 MW 2 1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 2 1.2.a Công suất phát toàn nhà máy 2 1.2.b Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện. 3 1.2.c. Các cấp điện áp 5 1.2.d Cấp 11kV ( 02 kép dài 2km và 02 đơn dài 1km) 5 1.2.e. Cấp 110kV ( 02 phụ tải kép) 6 1.2.f. Cấp 220kV (1kép và 1 đơn) 7 1.2.g.Công suất phát về hệ thống 8 10 1.3 Đề suất các phƣơng án nối dây 12 1.3.a Cơ sở chung để thành lập các phương án nối dây: 12 1.3.b. Đề suất các phương án nối dây 12 1.4 Kết luận chƣơng I 16 CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 17 A.Phƣơng án 1 17 2.1.a Máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây 17 2.1.b Máy biến áp liên lạc. 18 2.1.c Máy biến áp 2 cuộn dây không điều chỉnh dưới tải 18 2.1.d Máy biến áp tự ngẫu có điều chỉnh dưới tải 19 Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại 2.1.e Kiểm tra qu tải 20 2.1.f Máy biến áp liên lạc 20 2.1.g Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp 24 B.Phƣơng án 2 26 2.2.a Phân bố công suất cho máy biến áp 26 2.2.b Máy biến áp liên lạc 27 2.2.c Chọn máy biến áp hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MFĐ-MBA hai cuộn dây 28 2.2.d. Máy biến áp liên lạc 29 2.2.e. Kiểm tra quá tải của các máy biến áp 29 2.2.f. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp 32 CHƢƠNG III 35 TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 35 3. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 35 3.1 Tính toán kinh tế kĩ thuật – chọn phƣơng án tối ƣu 36 3.1.a Về mặt kinh tế 36 3.1.b. Về mặt kỹ thuật. 37 3.2. Tính toán cụ thể cho từng phƣơng án 38 3.2.a. Phương án 1 38 3.2.b. Phương án 2 39 40 CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH 41 4.1 Chọn điểm ngắn mạch 41 4.2 Lập sơ đồ thay thế 42 4.3 Tính toán theo điểm ngắn mạch 45 CHƢƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 54 5.1 Tính toán dòng cƣỡng bức các cấp điện áp 54 5.1.1 Các mạch phía cao áp 220 kV 54 5.1.2 Các mạch phía cao áp 110 kV 55 5.1.3 Các mạch phía 10,5kV 56 5.2 Chọn máy cắt và dao cách ly 57 5.2.1 Chọn máy cắt 57 5.2.2 Chọn dao cách ly 58 Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại 5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 59 5.3.1.Chọn loại và tiết diện thanh dẫn cứng 59 5.3.2.Kiểm tra ổn đinh động 60 Trong đó : a là khoảng cách giữa các pha ; Chọn a=60 cm 61 5.3.3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng 62 5.3.4 Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng 62 Loại sứ 62 Điện áp định 62 mức (KV) 62 Điện áp duy trì ở trạng thái khô (KV) 62 Lực phá hoại nhỏ nhất F ph (KG) 62 Chiều cao H (mm) 62 O - 20-2000KP-Y3 62 20 62 75 62 2000 62 206 62 5.4. Chọn thanh góp mềm 63 5.4.2. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch 64 70 5.5. Chọn cáp và chọn kháng điện đƣờng dây 71 71 72 5.6. Chọn máy biến áp đo lƣờng 76 5.6.1. Máy biến điện áp BU 76 5.6.2 Máy biến dòng điện BI 79 5.7 Chọn chống sét van (CSV) 82 CHƢƠNG VI: TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 83 6.1. Chọn sơ đồ nối điện tự dùng 83 6.2 Chọn máy biến áp tự dùng 84 6.2.1 . Chọn máy biến áp tự dùng cấp1 ( 6,3kV) 84 6.2.2 . Chọn máy biến áp tự dùng cấp 2 (0,4 kV) 85 Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại 6.3 Chọn khí cụ điện tự dùng 86 86 88 CHƢƠNG I 89 PHẦ 90 TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 90 CHƢƠNG I: TÍNH TOÁN 91 91 91 1.1.2 Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản 95 1.1.4 Xác định hệ số dự trữ 105 1.2 Tính toán ổn định động 105 1.2.1 Lập đặc tính công suất cho các chế độ: 106 1.3 Xác định góc cắt tới hạn 111 1.3.1 Xác định miền cắt giới hạn 111 1.3.2 Tính góc cắt giới hạn 112 [...]... Sv: Nguyễn Mã Đại Đồ án tốt nghiệp Hình 5.5.2.b chọn sơ đồ kháng kép cho phụ tải địa phương Sơ đồ nối dụng cụ đo vào máy biến điện áp và máy biến dòng điện 1.1 Sơ đồ thay thế ổn định tĩnh Hình 1.1.3 Đặc tính công suất của P0 Hình 1.3.1 Đường cong đặc tính công suất của P Hình 1.3.2 Góc cắt và thời gian cắt Sv: Nguyễn Mã Đại Đồ án tốt nghiệp PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Sv: Nguyễn... Aptomat Sv: Nguyễn Mã Đại Đồ án tốt nghiệp Đồ thị phụ tải toàn nhà máy nhiệt điện Đồ thị tự dùng của nhà máy nhiệt điện Đồ thị phụ tải cấp 11kV Đồ thị phụ tải cấp 110kV Đồ thị phụ tải 220kV tại từng thời điểm t Phân bố lại công suất tại sự cố 1 Phân bố công suất tại sự cố hỏng MBA-TN B2 Phân bố công suất hỏng MBA-TN B2 khi UT cực tiểu Phân bố công suất khi hỏng MBA B2 Sơ đồ lựa chọn điểm ngắn mạch Sơ đồ. .. phƣơng án 1 Qua những phân tích trên ta chọn phƣơng án 1 và 2 để tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế, kĩ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ƣu cho nhà máy 1.4 Kết luận chƣơng I II Sv: Nguyễn Mã Đại Page 16 Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP Việc tính toán chọn máy biến áp là 1 khâu vô cùng quan trọng, giúp chúng ta chọn đƣợc các loại MBA sao cho đúng tiêu chuẩn yêu cầu đồng thời... ĐIỆN Sv: Nguyễn Mã Đại Page 1 Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Trong quá trình thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện, số lƣợng máy phát và công suất của mỗi máy phát đã đƣợc đề suất từ trƣớc Do đó việc tính toán phụ tải làm căn cứ cho việc lập các phƣơng án nối dây giúp ngƣời thiết kế có cơ sở định hình tiến đến lựa chọn các phƣơng án nối dây sao cho tối ƣu Các... Đại Page 20 Đồ án tốt nghiệp - Phân bố lại công suất tại thời điểm sự cố: S PT S PH S PC 1 max 1 SUT SboB 3 186 104,8 40, 6( MVA) 2 2 1 UT max 1 max 1 1 S đmF S ĐP STD 117,5 15, 6 50,8 97( MVA) 2 n 2 4 S PH S PT 97 40, 6 56, 4( MVA) - Công suất đƣợc truyền tự hạ lên cao và lên trung, trƣờng hợp này cuộn hạ mang tải nặng nề nhất, tức là: => Phía hạ mang tải nặng nhất max SThua - UT S PH max 97( MVA)... 1.2.h Sơ đồ tổng hợp toàn nhà máy Sv: Nguyễn Mã Đại Page 11 Đồ án tốt nghiệp 1.3 Đề suất các phƣơng án nối dây 1.3.a Cơ sở chung để thành lập các phương án nối dây: - Ta xét điều kiện nhƣ sau: SDPmax 2 SdmF 18,3 100 7,78% 15% 2 117,5 - Nhƣ vậy không cần chọn thanh góp cấp điện áp máy phát -Vì trị số không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát nên không có thanh góp +Trƣờng hợp có 3 cấp điện áp... thực hiện việc tính toán phụ tải và chọn phƣơng án nối dây đƣợc thực hiện trong chƣơng I này: 1.1 Lựa chọn máy phát điện trong nhà máy nhiệt điện Theo yêu cầu thiết kế: nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy với mỗi tổ máy là 100 MW Tra trong sổ tay thiết kế nhà máy điện PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc Hùng (bảng 1.1 máy phát điện đồng bộ tuabin hơi) ta chọn đƣợc loại máy phát điện đồng bộ tua bin hơi... 190,02 210,42 232,65 - ảng tổng kết phân bố công suất nhà máy nhiệt điện ta có bảng tổng hợp kết quả sau: Sv: Nguyễn Mã Đại Page 9 Đồ án tốt nghiệp Phụ tải Giá trị Giá trị max min Stnm 470,58 376,47 STD 50,8 44,7 SDP 18,3 12,87 SUT 186 130,2 SUC 211,7 169,4 S∑C 255,35 167,37 SVHT 85,95 -23,13 1.2.h Sv: Nguyễn Mã Đại Page 10 Đồ án tốt nghiệp S(MVA) 450 SVHT 400 378,3 350 SUC 300 250 200 187,7 SUT 150... không bị quá tải Khi đó công suất thiếu phát về hệ thống so với mức bình thƣờng UT max UT SC SUC max 2.S PC Sthiếu= SVHT = (48,78+169,4 – 2.56,4) = 61,38< SDP= 180(MVA) (thõa mãn) Hệ thống bù đủ công suất thiếu b.Sự cố 2: Hỏng một máy biến áp liên lạc (TN2) tại phụ tải trung cực đại UT max Ta có: S max = 186 (MVA), STD = 50,8(MVA) UTm S ĐP ax UTmax UTmax = 15,6 (MVA), SUC = 169,4 (MVA), SVHT = 48,78... nhà máy nhiệt điện t(h) 0 5 Stnm(MVA) 376,47 STD(MVA) 44,7 5 8 8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24 376,47 423,52 470,58 470,58 423,52 423,52 423,52 44,7 47,8 50,8 50,8 47,8 47,8 47,8 Ta có đồ thị nhƣ sau: Sv: Nguyễn Mã Đại Page 4 Đồ án tốt nghiệp MVA 50,8 50 47,8 47,8 45 44,7 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 8 11 14 17 20 22 24 h Hình 1.2.b: Đồ thị tự dùng của nhà máy nhiệt điện 1.2.c Các cấp điện áp Công . tải cấp điện áp trung UT (110 kV) P max = 160MW; cosφ = 0,86. Gồm 2 kép x 80 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 3. Phụ tải cấp điện áp cao UC (220 kV) P max = 180MW; cosφ = 0,85. Gồm 1 kép. áp đƣợc xác định theo công thức tổng quát sau: max ( ) %( ). cos P S t P t (1.3) Trong đó: : Công suất phụ tải tại thời điểm t, (MVA) max P : Công suất lớn nhất của phụ tải tại từng. cấp 10,5 kV Thông số dao cách ly cấp 10,5 kV Thông số máy cắt cấp điện áp 6,3 kV Thông số Aptomat Đồ án tốt nghiệp Sv: Nguyễn Mã Đại Đồ thị phụ tải toàn nhà máy nhiệt điện Đồ thị tự