Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện LỜI NÓI ĐẦU Sản xuất điện năng là một nghành quan trọng đối với nền kinh tế quốc đân, là một yếu tố để đánh giá tình trạng phát triển công nhiệp của một quốc gia. Trên thế giới phần lớn điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện và thủy điện. Nước ta là một nước đang phát triển, nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng cao, do đáo cần phải liên tục phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu cầu toàn đất nước. Trong đồ án này là kết quả tính toán để thiết kế nhà máy nhiệt điện - bao gồm phần điện và phần chống sét - cung cấp cho phụ tải đã được xác đònh trước. Nhà máy gồm 5 tổ máy, mỗi máy phát có công suất 125 MVA. Ngoài ra còn tính toán thiết kế trạm biến áp 220 kv, 110kv , 22kv. Do thời gian hạn hẹp, cũng như chưa có kinh nghiệm trong thực tế… Nên không thể tránh khỏi những sai xót, rất mong quý thầy cô xem xét và chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn Thầy cô đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành trọn vẹn bản thiết kế này. Tp_Hồ Chí Minh, ngày tháng năm SVTH : Vũ Đức Nghóa Phần I : NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 1 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Chương 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP I /. Cách xây dựng đồ thò phụ tải: 1./ Phụ tải điện Phụ tải điện là các thiết bò hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bò sử dụng điện năng biến đổi thành dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, hoá năng. … Nói cách khác Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát : jQPS == Phụ tải có thể phân loại theo tính chất: + Phụ tải động lực : cung cấp cho các động cơ điện + Phụ tải chiếu sáng. Phụ tải điện có thể phân loại theo khu vực sử dụng: + Phụ tải công nghiệp + Phụ tải nông thôn + Phụ tải sinh hoạt Phụ tải có thể phân loại theo mức độ quan trong: + Phụ tải loại 1 : Khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trò. + Phụ tải loại 2 : Khi mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế, xản suất nhưng không nghiêm trọng như loại một. + Phụ tải loại 3 : Về nguyên tắc có thể mất điện trong khoảng thời gian ngắn không ảnh hưởng đến nhiều các nhà tiêu thụ. 2./ Cách xây dựng đồ thò phụ tải ngày của nhà máy : Đồ thò phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải ( S,P,Q) theo thời gian t. Đồ thò phụ tải ngày vẽ bằng oát-kế tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng có thể vẽ theo từng điểm, nghóa là cứ sau một khoảng thời gian xác đònh ghi lại trò số phụ tải rồi nối lại thành dạng đường gấp khúc. Phương pháp vẽ theo từng điểm tuy không chính xác, nhưng trong thực tế được dùng rất phổ biến. Để tính toán thuận tiện, thường biến đường gấp khúc thành dạng đường bậc thang nhưng phải bảo đảm hai điều kiện : diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn bậc thang với trục tọa độ phải đúng bằng diện tích giới hạn bởi đường gấp khúc với trục tọa độ, các điểm cực đại và cực tiểu trên cả hai đường biểu diễn không thay đổi. Khi biết được công suất tác dụng P sẽ suy ra công suất phản kháng Q = P.tgϕ và tính được công suất biểu kiến S= ϕ cos P 3./ Tổng hợp đồ thò phụ tải. Tổng hợp đồ thò phụ tải là cộng hai hoặc nhiều đồ thò phụ tải ở các cấp điện áp do nhà máy hay trạm biến áp cần cung cấp điện. SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 2 168 180 170 165 24 T(giờ) 222014 233.75 S(MVA) 220 240 165 180 200 180 140 120 160 80 40 20 60 840 100 12 Đồ thò phụ tải cấp 220kv Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Đồ thò phụ tải ngày của toàn nhà máy bằng tổng các đồ thò phụ tải ngày các cấp cộng với tổn thất qua các máy biến áp điện lực và tự dùng của nhà máy. Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác đònh theo công thức: ] )( 6,04,0[)( max dm tdtd S tS StS += Trong đó : S td max : công suất tự dùng cực đại của nhà máy S(t) : Phụ tải tổng tại thời điểm t S đm : Công suất đònh mức của nhà máy II . / Đồ thò phụ tải các cấp điện áp : 1 . / Đồ thò phụ tải cấp 220 KV : Ta có : S = ϕ cos P ; với P max = 187 (MW) ; P min = 132 (MW) ; Cos ϕ = 0,8 => S max = 233,75 (MVA) ; S min = 165 (MVA) Đồ thò : 2./ Đồ thò phụ tải cấp 110 KV : Ta có : S = ϕ cos P ; với P max = 176 (MW) ; P min = 112 (MW) ; Cos ϕ = 0,83 => S max = 212,05 (MVA) ; S min = 134,94 (MVA) SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 3 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Đồ thò : 100 0 4 60 20 40 80 160 120 140 180 200 S(MVA) 240 220 208 12 14 T(giờ) 2422 Đồ thò phụ tải cấp 110kv 134.94 145 165 135 212.05 135 134.94 3./ Đồ thò phụ tải cấp 22 KV : Ta có : S = ϕ cos P ; với P max = 42 (MW) ; P min = 29 (MW) ;Cos ϕ = 0,81 => S max = 51,85 (MVA) ; S min = 35,8 (MVA) Đồ thò : Đồ thò phụ tải cấp 22kv 10 4 0 5 8 1412 35 25 20 15 30 45 40 35.8 50 55 36 37 51.8 S(MVA) 70 65 60 20 22 24 T(giờ) 35.8 38.5 36 SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 4 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 4./ Đồ thò phụ tải phát lên hệ thống + Điện năng mà nhà máy phải cung cấp cho hệ thống trong một năm là: A = 1260000 (MWh/năm) + Điện năng cung cấp cho hệ thống trong một ngày: A = 05,3452 365 1260000 = (MWh/ngày) + Công suất trung bình phát lên hệ thống : P = )(83,143 24 05,3452 MW= Đồ Thò : 220.4 195.67 105.62 205.65 138.61 219.65 220.4 T(giờ) 100 0 4 8 12 60 20 40 80 14 20 22 24 Đồ thò phụ tải phát lên hệ thống 160 120 140 180 200 S(MVA) 240 220 Với đồ thò phụ tải này, một năm nhà máy cung cấp cho hệ thống là 1260000 MWh 5. Đồ thò phụ tải chưa tính đến tự dùng : T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24 S 220KV (MVA) 165 180 233,75 180 170 168 165 S 110KV MVA) 134,94 145 165 135 212,05 135 134,94 S 22KV (MVA) 35,8 36 51,85 37 38,5 36 35,8 S HT (MVA) 220,4 195,67 105,62 205,65 138,61 219,65 220,4 S Tổng 556,14 556,67 556,22 557,65 559,16 558,65 556,14 SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 5 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 556.14 557.65 559.16 558.65 556.22 Đồ thò phụ tải chưa tính dến tự dùng 22 24 T(giờ) 14 208 12 558 559 560 561 552 553 554 555 556 556.14 557 S(MVA) 0 4 550 551 556.67 6. Đồ thò phụ tải hệ thống có tính đến tự dùng. SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 6 T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24 S 556,14 556,67 556,22 557,65 559,16 558,65 556,14 S td8% 44,49 44,53 44,50 44,61 44,73 44,69 44,49 S tổng 600,63 601,20 600,72 602,26 603,89 603,34 600,63 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Đồ thò. 600.63 601.2 600.72 602.26 603.89 603.34 600.63 Đồ thò phụ tải tổng của nhà máy 596 595 40 S(MVA) 602 601 600 599 598 597 606 605 604 603 128 2014 T(giờ) 2422 7. Đồ thò phụ tải tự dùng. Từ Công Thức : )5,04,0(. dm dmtd S S SS ∑ += α S(MVA) T(giờ) 0 50 50.1 50.2 50.3 50.4 50.5 50.6 50.43 50.45 50.43 50.5 50.58 50.55 50.43 4 8 12 14 22 2420 Đồ thò phụ tải tự dùng 8. Cân bằng công suất – phụ tải tổng của nhà máy. SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 7 T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24 S tổng 600.63 601.20 600.72 602.26 603.89 603.34 600.63 S tdtt 50.43 50.45 50.43 50.50 50.58 50.55 50.43 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 600 0 8 4 12 14 24 20 22 T(giờ) S(MVA) 606.57 605 604 603 602 601 610 609 608 607 606 Đồ thò phụ tải Tổng của nhà máy 609.74 606.69 607.12 608.15 606.57 609.2 Chương 2 : CHỌN SỐ LƯNG MÁY PHÁT VÀ CÔNG SUẤT CÁC TỔ MÁY. Chọn công suất và số lượng máy phát là một trong những yêu cầu không thể thiếu cho việc lựa chọn sơ đồ nối điện. Công suất một máy phát không được lớn hơn công suất dự trữ của hệ thống, Công suất một máy phát càng lớn thì hiệu suất giá thành trên một đơn vò KWh càng thấp. Nên chọn các công suất tổ máy giống nhau, điều này sẽ thuận lợi hơn khi xấy lắp , sửa chữa , thay thế cũng như vận hành… Tổng công suất thiết kế của nhà máy : S tổng = 609,74 (MVA). Chọn 5 tổ máy, công suất mỗi tổ : S 1mf = 125 (MVA). S 5mf = 5x125 = 625 (MVA) > S tổng = 609,74 (MVA). Các thông số của máy phát : SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 8 T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24 S 220KV (MVA) 165 180 233,75 180 170 168 165 S 110KV ( MVA) 134,94 145 165 135 212,05 135 134,94 S 22KV (MVA) 35,80 36 51,85 37 38,50 36 35,80 S ht (MVA) 220,40 195,67 105,62 205,65 138,61 219,65 220,40 S tdtt 50,43 50,45 50,43 50,50 50,58 50,55 50,43 S tổng 606,57 607,12 606,65 608,15 609,74 609,20 606,57 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Chương 3 : CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHÍNH VÀ CHỌN 2 PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 1./ Các phương án nối điện : Phụ Tải T2 T3 T1 MF3MF1 MF2 T7 T6 T4 T5 MF5 MF4 Phương án 1 Phụ Tải Phụ Tải T6 MF1 MF2 MF3 Phụ Tải MF4 T1 T2 Phương án 2 Phụ Tải T3 T4 T5 Phụ Tải MF5 T7 SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 9 Các thông số chế độ đònh mức 1 Tốc độ n (v/ph) 3000 2 Công suất biểu kiến đònh mức S đm (MVA) 125 3 Công suất tác dụng đònh mức P đm (MW) 100 4 Điện áp đònh mức U đm (KV) 10,5 5 Hêï số công suất đònh mức Cosϕ đm 0,8 6 Dòng điện đònh mức I đm 6,875 7 X’ d. 0,192 8 X” d. 0,278 9 X d. 1,907 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện T1 MF1 Phụ Tải MF4 MF2 MF3 T2 T3 T5T4 T6 Phụ Tải Phương án 3 MF5 T7 Phụ Tải Phụ Tải Phụ Tải MF2 MF4MF1 MF3 T3 T2T1 T4 MF5 Phụ Tải T5 T6 T7 Phương án 4 2 ./ Chọn 2 phương án hợp lý nhất. Phương án 1 và phương án 2, cả 2 phương án đều có 7 máy biến áp , với 2 phương án này, nhà máy sẽ cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải cũng như cung cấp điện cho hệ thống. Ta sẽ chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán. Phụ Tải MF3MF1 MF2 T1 T2 T4 T3 T5 MF5MF4 T6 T7 Phụ Tải Phương án 1 Phụ Tải SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 10 [...]... 121,63 121,95 121,84 121,31 Dựa vào bảng công suất trên, ta tiến hảnh chọn máy biến áp cho nhà máy Chương 5 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp là thiết bò truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500 kv thường qua máy biến áp tăng từ điện áp máy phát lên điện áp tương ứng Trong hệ thống... CỤ ĐIỆN CHÍNH Để vận hành được trong nhà máy điện , ngoài các thiết bò chính như là máy phát, máy biến áp còn cần phải có các khí cụ điện và các phần dẫn điện Mỗi khí cụ có một thông số kỹ thuật đặc trưng, trong đó có những thông số chung và điều kiện chọn giống nhau: 1./ Điện áp đònh mức: m_KCĐ ≥ UHT Trong đó : m_KCĐ - điện áp đònh mức khí cụ điện UHT - điện áp đònh mức nơi đặt khí cụ điện 2./ Điện. .. dòng điện đònh mức khí cụ điện Icb_max - dòng điện đi qua khí cụ điện Máy biến điện áp và máy biến dòng điện có cho phép quá tải cho nên điều kiện trên sẽ là : Iđm_BI.kqt ≥ Icb_max Trong đó : kqt : hệ số quá tải cho phép SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 34 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Tp_Hồ Chí Minh Đồ n Tốt Nghiệp Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 3./ Khả năng ổn đònh nhiệt I2nh tnh ≥ BN trong đó : BN – xung nhiệt. .. BN_đm – khả năng chòu nhiệt củ khí cụ điện 4./ Khả năng ổn đònh lực điện động: Ilđđ_đm.kcđ ≥ Ixk hoặc ilđđ_đm.kcđ ≥ ixk Ilđđ_đm.kcđ : Khả năng chòu đựng về lực điện động theo trò số hiệu dụng ilđđ_đm.kcđ : Khả năng chòu đựng về lực điện động theo trò số biên độ I./ Chọn Máy Cắt và Dao cách Ly Máy cắt điện là khí cụ điện dùng để đóng cắt một phần tử củ hệ thống điện như máy phát, máy biến áp đường dây…... n Tốt Nghiệp Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Khi chọn công suất của máy biến áp cần xết đến khả năng quá tải của chúng Có hai dạng quá tải là quá tải thường xuyên và quá tải sự cố 1./ Phươn án 1 Phương án 1 Phụ Tải Phụ Tải T1 T3 T2 MF1 MF2 T5 T4 T6 MF3 MF4 T7 MF5 Phụ Tải a / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T1 cho MF1, T2 cho MF2, T3 cho MF3 Do máy biến áp và máy phát được gép bộ nên công suất máy biến áp được... thống lớn phải qua nhiều lần tăng giảm mới đưa điện năng từ các máy fát điện đến hộ tiêu thụ Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện Do đó vốn đầu tư cho máy biến áp là rất lớn Người ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp là ít và công suất nhỏ mà đảm bảo an toàn cho việc cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang... + 111,73 2.2 + 111,23 2.2)    ∆A1 = 1274148,59( KWh) + Tổn thất điện năng trong 2 máy: ∆A = ∆A1 2 = 2548297,18 (KWh) 4 / Tổn thất điện năng ở máy biến áp T4 và T5 ∆P0 = 35 (KW) ; ∆Pn = 145 (KW) ; SMBA = 0,5 S22kv SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 33 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Tp_Hồ Chí Minh Đồ n Tốt Nghiệp Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24 S22KV... Tốt Nghiệp Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 35,80 36 51,85 37 38,50 36,00 35,80 Ta Nhận thấy: Smax = STmax = 88,46 (MVA) Đối với máy biến áp tự ngẫu + Công suất đi qua cuộn hạ khi một máy bò sự cố: ShB = Shmax = 51,8 (MVA) Smẫu_B = S hB 51,8 = = 103,6( MVA) α 0,5 Chọn máy máy có : SđmB = 100 (MVA) Xét điều kiện khi quá tải sự cố : 1,4 X SđmB ≥ Stảimax  1,4 X 100 = 140 > 103,6 > 88,46 (MVA) Chọn máy có các... đường dây… Dao cách ly là khí cụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trống nhìn thấy được để đảm bảo an toàn khi sửa chữa máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường dây… + Các yêu cầu khi chọn máy cắt điện m_mc ≥ UHT ; Iđm_mc ≥ Icb_max Icắt _mc ≥ IN ; Ilđđ_mc ≥ Ixk + Các yêu cầu khi chọn dao cách ly m_dcl ≥ UHT ; Iđm_dcl ≥ Icb_max ; Ilđđ_dcl ≥ Ixk A / Chọn máy cắt và dao cách cho phương án 1 Phương... (KV) ; + Dòng điện cơ bản : S cb 100 I cb _ C = = = 0,251( KV ) 3.U cb _ C 3 230 I cb _ T = I cb _ H 1 = SVTH : Vũ Đức Nghóa S cb 3.U cb _ T 100 = S cb 3.U cb _ H 1 3.115 = = 0,502( KV ) 100 3 22 = 2,62( KV ) Trang 15 Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Tp_Hồ Chí Minh Đồ n Tốt Nghiệp Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện I cb _ H 2 = S cb 3.U cb _ H 2 = 100 3.10,5 = 5,5( KV ) + Điện kháng của máy phát điện : S 100 . nước. Trong đồ án này là kết quả tính toán để thiết kế nhà máy nhiệt điện - bao gồm phần điện và phần chống sét - cung cấp cho phụ tải đã được xác đònh trước. Nhà máy gồm 5 tổ máy, mỗi máy phát có công. Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện Đồ thò phụ tải ngày của toàn nhà máy bằng tổng các đồ thò phụ tải ngày các cấp cộng với tổn thất qua các máy biến áp điện lực và tự dùng của nhà máy. Phụ. Nghiệp Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện 4./ Đồ thò phụ tải phát lên hệ thống + Điện năng mà nhà máy phải cung cấp cho hệ thống trong một năm là: A = 1260000 (MWh/năm) + Điện năng cung cấp