ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1. Chọn máy phát điện: Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi máy là 100 MW. Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành ta chọn các máy phát điện cùng loại: Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau: Loại máy S MVA P MW U kV I kA Cosϕ X d ’’ X d ’ X d TBφ-100-2 117,5 100 10,5 6,475 0,85 0,183 0,26 3 1,79 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất: Từ bảng biến thiên phụ tải ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp theo công thức: max . 100 % )( P P tP = ϕ Cos tP tS )( )( = Trong đó: S(t): Công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t. P(t): Công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t. Cosϕ : Hệ số công suất phụ tải. 1.2.1. Phụ tải các cấp điện áp: + Phụ tải cấp điện áp máy phát(địa phương): U đm = 10,5 (kV); P max = 14 (MW); Cosϕ = 0,85 max . 100 % )( P P tP = ϕ Cos tP tS )( )( = Sau khi tính toán ta có bảng số liệu: t(h) 0 - 8 8 - 12 12 -14 14 -16 16 - 18 18 - 22 22 - 24 P% 80 70 80 90 100 90 80 P(MW) 11.2 9.8 11.2 12.6 14 12.6 11.2 S(MVA) 13,2 11.5 13,2 14.8 16.5 14.8 13,2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2 Đồ thị phụ tải địa phương: + Phụ tải trung áp: U đm = 110 (kV); Pmax = 160 (MW); Cosϕ = 0,88 max . 100 % )( P P tP = ϕ Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải trung áp Thời gian 0 - 6 6 -10 10 -14 14 -16 16 - 20 20 - 24 P% 90 80 90 100 90 80 P(MW) 144 128 144 160 144 128 S(MVA) 163.6 145.5 163.6 181.8 163.6 145.8 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung áp: 08 12 14 16 18 22 24 10 15 20 S(M VA) t (h) 13,2 11,5 13,2 16,5 14,8 13,2 14,8 0 100 150 200 610 14 16 20 24 S(MVA) t(h) 163.6 145.5 163.6 181.8 163.6 145.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 3 + Phụ tải cao áp: U đm = 220 (kV); Pmax = 200 (MW); Cosϕ = 0,9 max . 100 % )( P P tP = ϕ Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất ở phụ tải cao áp Thời gian 0 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 24 P% 90 100 90 80 P(MW) 180 200 180 160 S(MVA) 200 222.2 200 177.8 Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao áp: + Phụ tải toàn nhà máy: P max = 500 (MW); cosϕ = 0,85 max 100 % )( P P tP = ϕ Cos tP tS )( )( = Kết quả tính toán cân bằng công suất phụ tải toàn nhà máy Thời gian 0 - 10 10 - 14 14 -18 18 - 22 22 - 24 P% 80 90 100 90 80 P(MW) 400 450 500 450 400 S(MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6 0 100 150 200 8 12 16 24 S(MVA) t(h) 200 222.2 200 177.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 4 Đồ thị phụ tải: 1.2.2. Phụ tải tự dùng: Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lượng điện tự dùng chiếm 6% công suất định mức của toàn nhà máy, cosϕ = 0,83. Phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm có thể tính theo biểu thức sau: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +  = Σ Σ Fdm TNM td Fdm td S tSP tS )( 6,04,0 cos . 100 )( φ α Trong đó: S td (t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t S NM : Công suất đặt của toàn nhà máy S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t α : Số phần trăm lượng điện tự dùng Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: Thời gian 0 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 22 22 - 24 S NM (MVA) 470.6 529.4 588 529.4 470.6 S td (MVA) 31.8 33.9 36.1 33.9 31.8 010 14 24 S(MVA) t(h) 18 22 300 450 600 470.6 529.4 588 529.4 470.6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 5 Đồ thị phụ tải tự dùng: 1.2.3. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát về hệ thống: Phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy: S tnm (t) = S đp (t) + S T (t) + S C (t) + S td (t) + S VHT (t) Công suất của nhà máy phát về hệ thống được tính theo công thức: S VHT (t) = S tnm (t) - [S đp (t) + S T (t) + S C (t) + S td (t)] Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: Thời gian 0 - 6 6 - 8 8 - 10 10 -12 12 -14 14 -16 16 -18 18 -20 20 -22 20 -22 Công suất S NM (t) 470.6 470.6 470.6 529.4 529.4 588 588 529.4 529.4 470.6 S ĐP (t) 13 2 13.2 11.5 11.5 13. 2 14.8 16.5 14.8 14.8 13. 2 S C (t) 200 200 222.2 222.2 200 200 177.8 177.8 177.8 177.8 S T (t) 163.6 145.5 145.5 163.6 163.6 181.8 163.6 163.6 145.5 145.5 S td (t) 31.8 31.8 31.8 33.9 33.9 36.1 36.1 33.9 33.9 31.8 S VHT (t) 62 80.1 59.6 98.2 118.7 155.3 194 139.3 157.4 102.3 010 14 24 S(MVA) t(h) 20 30 40 18 22 31.8 33.9 36.1 33.9 31.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 6 Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy : 1.3. Lựa chọn các phương án nối dây: 1.3.1 Đề xuất các phương án: Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế. Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất, đồ thị phụ tải các cấp đi ện áp chúng ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy. Theo kết quả tính toán cân cằng công suất ta có: + Phụ tải địa phương : P max = 14 MW, cosϕ = 0.86 ⇒ S max = 16.3MVA Ta có: %15%7100. 6,117.2 5,16 100. 2 max <== dmF DP S S ⇒ Không cần thanh góp điện áp máy phát. + Trung tính của cấp điện áp cao 220 (kV) và trung áp 110 (kV) được trực tiếp nối đất nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp. + Phụ tải trung áp: S max = 181.8 (MVA) S min = 145.5 (MVA) 0 150 200 8 12 16 24 S(MVA) t(h) 250 610 14 18 20 22 100 62 80.1 59.6 98.2 118.7 155.3 194 157.4 102.3 139.3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 7 Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai dây cuốn lên thanh góp trung áp. + Phụ tải cao áp: S max = 222.2 (MVA) S min = 177.8 (MVA) Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ: máy phát điện - máy biến áp hai dây cuốn lên thanh góp cao áp. + Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết kế: 1.3.2. Phương án 1: Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp. Nhược điểm của phương án là khi S Tmin có 1 lượng công suất phải tải qua 2 lần MBA làm tăng tổn thất công suất . B1 B2 B3 B4 B5 F1 F2 F3 F4 F5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 8 1.3.3. Phương án 2: Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, lượng công suất thiếu ở phía trung áp được lấy từ MBATN cung cấp sang. Nhựơc điểm của phương án là MBA 2 dây quấn phía cao áp nhiều hơn phương án 1 nên giá thành đắt hơn. 1.3.4. Phương án 3: B1 B4 B2 B3 B5 F1 F4 F2 F3 F5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 9 Phương án này có ưu điểm là MBA chỉ có 2 loại nên chọn thiết bị phân phối đơn giản hơn và giá thành hạ. Nhựơc điểm của phương án là lượng công suất phía trung áp lớn hơn nhiều công suất của phụ tải nên lượng công suất chuyển sang phía cao áp phải qua 2 lần MBA gây tăng tổn thất. Nhận xét: Qua phân tích sơ bộ các phương án đưa ra ta nhận thấy phương án 1 và ph- ương án 2 có nhiều ưu điểm hơn. Vì vậy ta giữ lại hai phương án này để tính toán kinh tế, kỹ thuật từ đó chọn một phương án tối ưu nhất cho nhà máy thiết kế. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MBA 2.1. Phương án 1: 2.1.1. Chọn loại và công suất máy biến áp: a. Chọn biến áp bộ B 4 , B 5 Công suất của máy biến áp bộ B 4 , B 5 chọn theo điều kiện S B4 = S B5 ≥ S đmF - S (1) tdmax = 117,6 - 5 1.36 = 110,38 (MVA) Tra bảng chọn máy biến áp ta chọn máy biến áp loại: TP ДцH 125/110 có các thông số chính sau: S đm (MVA) U C (kV) U H (kV) ΔP 0 (kW) ΔP n (kW) Un% I 0 % Loại B2 B3 F2 F3 B5 B4B1 F1 F4 F5 [...]... phương án 1 tối ưu làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện 31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH A Tính toán ngắn mạch Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện. .. bảng tham số máy biến áp cho phương án 1 như sau: Cấp điện áp khu vực Loại Tổn thất (KW) UN% Điện áp Sđm cuộn dây (KV) ΔP0 I0% ΔPN MVA C-T C-H T-H C T H C-T C-H T-H 18 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 220 110 220 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN T Дц TP ДцH AT ДцTH 125 125 250 242 - 10,5 115 - 380 115 - 10,5 100 - 400 230 121 11 120 520 - - 11 11 0,5 10,5 - 0,55 32 20 0,5 2.2.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp... lượng cơ bản: 4.2 Tính điện kháng các phần tử Scb = 100MVA Ucb = Utb(230 -1 15 -1 0,5 KV) - Điện kháng của hệ thống XHT = XD = Scb 100 = = 0,04 SN 2500 S 1 1 100 x0 l cb = 0,4.120 = 0,045 2 2 U tb 2 230 2 - Điện kháng máy phát 100 S cb = 0,263 = 0,22 117,6 S dmF - Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây: + MBA B4, B5: XF = X’d 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 110 XB = UN % Sc 10,5... phương án 1 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN B Phương án 2 ã Phía 220KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc ã Phía 110 KV: dùng sơ đồ hệ thống hai thanh góp nh phía cao áp ã Phía 10,5 KV: không dùng thanh góp điện áp máy phát vì phụ tải điện áp máy phát chiếm nhỏ so với công suất toàn bộ Sơ đồ nối điện phương án 2 3.3 Tính toán kinh... Thiết kế nhà máy điện ta chọn máy biến áp tự ngẫu loại ATДЦTH có Sđm = 250 (MVA), với các thông số cơ bản sau: ΔPN (kW) UC UT UH ΔP0 (kV) (kV) (kV) (kW) C-T C-H T-H (kV) (kV) (kV) (kW ) 230 121 11 120 520 - - 11 32 20 0,5 UN% I0% c Chọn biến áp bộ B1: Công suất của máy biến áp bộ B1 chọn theo điều kiện: SB1 ≥ SđmF - S(1)tdmax= 117,6 - 36.1 = 110,38 (MVA) 5 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY... cho thiết bị 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ta có: V1 = VB1 + VTBPP1 + Máy biến áp tự ngẫu có công suất 250 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 11400.106 đồng; KB = 1,3 - Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 125 MVA 110 + Với cấp điện áp 110KV có VB = 4800.106 đồng; K 110 = 1,5 B 220 + Với cấp điện áp 220KV có VB220 = 6480.106 đồng; K B = 1,4 Vậy tiền đầu tư máy biến... VB2+ VTBPP2 + Máy biến áp tự ngẫu có công suất 250 MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 11400.106 đồng; KB = 1,3 + Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 125 MVA 30 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 110 + Với cấp điện áp 110KV có VB = 4800.106 đồng; K 110 = 1,5 B 220 + Với cấp điện áp 220KV có VB220 = 6480.106 đồng; K B = 1,4 Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án 2 là: VB2 =... kinh tế kỹ thuật Chọn phương án tối ưu: Mục đích của phần này là so sánh đánh giá các phương án về mặt kinh tế Từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế 28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Về mặt kinh tế khi tính toán vốn đầu tư của 1 phương án chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền chuyên chở và xây lắp các thiết bị chính Một cách gần đúng... điểm, theo các công thức trên ta có: SMVA 0-4 4-6 6-8 8 -1 0 10 -1 2 12 -1 4 14 -1 6 16 - 18 18 -2 0 20 -2 2 22 -2 4 SB4=SB5 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 110,38 SC(B2,B3) 75,81 75,81 84,86 85,71 105,01 104,16 122,46 130,71 103,36 112,41 84,86 ST(B2,B3) -2 8,58 -2 8,58 -3 7,63 -3 7,63 -2 8,58 -2 8,58 -1 9,48 -2 8,58 -2 8,58 -3 7,63 -3 7,63 SH(B2,B3) 47,23 47,23 47,23 48,08 76,43... = (SVHT + SC) - (SB1 + SB4 + SCB3 ) = (155,3 + 200) - 244.92 = 110,38 MVA Ta thấy SdpHT = 150MVA > Sthiếu =110,38MVA ị Thoả mãn điều kiện Kết luận: 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Các máy biến áp đã chọn cho phương án 2 hoàn toàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có tình trạng máy biến áp làm việc quá tải 2.4 Tính toán tổn thất điện năng tổng các máy biến áp Tổn . ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG. 0 100 150 200 8 12 16 24 S(MVA) t(h) 200 222.2 200 177.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 4 Đồ thị phụ tải: 1.2.2. Phụ tải tự dùng: Nhà máy nhiệt điện thiết kế có lượng điện tự dùng chiếm 6%. 24 S(MVA) t(h) 20 30 40 18 22 31.8 33.9 36.1 33.9 31.8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 6 Đồ thị phụ tải tổng của toàn nhà máy : 1.3. Lựa chọn các phương án nối dây: 1.3.1 Đề xuất các phương án: Chọn sơ đồ nối điện