đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Mục Lục Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Chơng II 10 Nêu phơng án chọn MBA 10 Chơng III 22 So sánh kinh tế, kỹ thuật chọn phơng án tối u .22 Chơng IV .33 Tính toán dòng ngắn mạch 33 Chọn khí cụ điện dây dẫn 47 Chơng VI .63 Sơ đồ tự dùng chọn thiết bị tự dùng 63 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Lời nói đầu * * * Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá, ngành điện giữ vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân Trong sống điện cần cho sinh hoạt phục vụ sản xuất Với phát triển xã hội đòi hỏi phải có thêm nhiều nhà máy điện đủ để cung cấp điện cho phụ tải Xuất phát từ thực tế sau học xong chơng trình ngành phát dẫn điện em đợc nhà trờng hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau: Thiết kế phần điện nhà máy điện kiểu nhiệt điện ngng gồm tổ máy, công suất tổ máy 50 MW cấp điện cho phụ tải địa phơng 10,5KV , phát công suất lên hệ thống 220kV phụ tải 110kV Sau thời gian làm đồ án với lỗ lực thân, đợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa, bạn lớp Đặc biệt giúp đỡ , hớng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lã Văn út TS Phạm Văn Hoà đến em hoàn thành đồ án Vì thời gian có hạn, với kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh thiếu sót Vì em mong nhận đợc góp ý bổ xung thầy cô giáo bạn để đồ án em ngày hoàn thiện Em xin gửi tới thầy giáo hớng dẫn toàn thể thầy cô giáo môn lời cảm ơn chân thành nhất! Sinh Viên thực Chơng I Tính toán phụ tải cân công suất Tại mổi thời điểm điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất phụ tải.Trong thực tế điện tiêu thụ hộ dùng điện thay đổi, việc tìm đợc đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn đợc phơng án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối u công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1 Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế nhà máy có tổng công suất 4ì50 MW = 50 MW Chọn máy phát điện kiểu TB-50-2 có thông số nh bảng 1-1 sau: Pđm Sđm Kí hiệu MVA MW TB-50-2 62.5 50 cosđm 0,80 Uđm Iđm Điện kháng tơng tơng đối kV kA Xd Xd Xd 10.5 3.44 0.135 0.3 1.84 Bảng 1-1 I.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp Từ đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dới dạng bảng theo % công suất tác dụng hệ số cos Từ ta tính đợc phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau: St = Pt Cos TB với : Pt = p %.Pmax 100 Trong đó: S(t) công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) CosTB hệ số công suất trung bình phụ tải I.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có: PGđm = 50 MW, Cosđm = 0,80 S dm = PGdm 50 = = 62,5MVA cos dm 0,80 Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm =4ìPGđm = 4ì50 = 200 MW SNMđm = 250 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: St = Pt Cos TB với : Pt = p%.Pmax 100 Ta tính đợc đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-2 đồ thị phụ tải nhà máy hình 1-1 Bảng 1-2 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện t (giờ) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 70 100 90 100 80 PNM(t) MVA SNM(t) MVA 140 200 180 200 160 175 250 225 250 200 I.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 6% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 đợc xác định theo công thức sau: S td (t ) = S NMdm (0,4 + 0,6 ì S NM (t ) ) S max NM Trong : Std(t): Phụ tải tự dùng nhà máy thời điểm t SNMđm: Tổng công suất nhà máy MVA SNM(t): Công suất nhà máy phát thời điểm t theo bảng 1-2 : Hệ số % lợng điện tự dùng Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian nh bảng 1-3 đồ thị phụ tải hình 1-1 Bảng 1-3 t(h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện SNM(t) MVA 175 250 225 250 200 Std(t) MVA 16.4 20 18.8 20 17.6 I.2.3 Phụ tải địa phơng: Nh nhiệm vụ thiết kế cho Pmax = 15 MW, Cos = 0.83 , U = 10.5 kV với công thức sau: S dp ( t ) = Pdp ( t ) với: Pdp ( t ) = Cos TB Pdp %.Pdp max 100 Ta có kết cho bảng 1-4 đồ thị phụ tải hình 1-3 t(h) 0-6 6-10 10-14 14-18 Bảng 1-4 18-24 Pđp% Pđp(t)MW Sđp(t)MVA 70 26,6 31,3 80 30,4 35,8 80 30,4 35,8 80 30,4 35,8 90 34,2 40,2 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.2.4 Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV): Phụ tải điện áp cao Pmax = 130 MW, Cos = 0,80 gồm đờng dây kép Công suất thời điểm đ]ợc xác định theo công thức sau: Pc ( t ) Cos TB Pc %.Pc max 100 Ta có kết bảng 1-5 đồ thị phụ tải cho hình 1-4 Sc ( t ) = với: Pc ( t ) = Bảng 1-5 18-24 t(h) 0-4 4-10 10-14 14-18 P% 70 90 100 80 70 PT(t)MW 91 117 130 104 91 ST(t)MVA 113.75 146.25 162.5 130 11.75 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.3 Cân công suất toàn nhà máy xác định công suất phát vào hệ thống Phơng trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +Sc(t) +SHT(t) Ta bỏ qua tổn thất S(t) máy biến áp SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) +Sc(t) ] Từ ta lập đợc kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy nh bảng 1-6 đồ thị phụ tải hình 1-5 Bảng 1-6 MVAt(h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 SNM(t) 175 175 175 250 250 225 250 250 200 Sdp(t) 9.04 9.04 14.46 14.46 18.07 18.07 16.27 12.65 12.65 Std(t) 16.4 16.4 16.4 20 20 18.8 20 20 17.6 ST(t) 113.75 146.25 146.25 146.25 162.5 162.5 130 113.75 113.75 SHT(t) 35.81 3.31 -2.11 69.29 49.43 25.63 83.73 103.6 56 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.4 Các nhận xét I.4.1 Tình trạng phụ tải cấp điện áp Ta thấy phụ tải phân bố không cấp điện áp cấp điện áp máy phát phụ tải Smax= 18.072MVA tơng đối lớn so với công suất định mức tổ máy phát S = 62.5 MVA ( cỡ khoảng 28,9%) toàn nhà máy thiết kế Phụ tải phía điện áp trung : S Tmax = 162.5MVA tơng đối lớn , chiếm phần lớn công suất toàn nhà máy Phụ tải phía cao áp ( Hệ thống ) tiêu thụ công suất nhà máy đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.4.2 Dự trữ hệ thống Ta có dự trữ hệ thống 12%SHT = 12%*1800 = 216 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thống S = 1800 MVA coi vô lớn so với công suất toàn nhà máy S NM= 250 MVA I.4.3 Các cấp điện áp hộ tiêu thụ : Nhà máy thiết kế có cấp điện áp là: Cấp điện áp máy phát có Uđm= 10,5kV Cấp điện áp trung áp có Uđm= 110kV Cấp điện áp cao ( phía Hệ thống ) có Uđm= 220kV đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng II Nêu phơng án chọn MBA I.5 Nêu phơng án Một nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện chọn sơ đồ nối điện Vì chọn đợc sơ đồ nối điện hợp lý, đảm bảo mặt kỹ thuật mà đem lại hiệu kinh tế cao Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có tổ máy phát, công suất định mức tổ máy 50 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa phơng cấp điện áp 10,5 kV có: SUFmax = 18,07 MVA SUFmin = 9,04 MVA Phụ tải trung áp cấp điện áp 110 kV có: STmax = 162,5 MVA STmin = 113,75 MVA Phụ tải cao áp cấp điện áp 220 kV ( hệ thống ) có: SHTmax = 103,6 MVA SHTmin = - 2,11 MVA ( Dấu - thể công suất lấy từ phía hệ thống ) Với nhà máy điện công suất phụ tải địa phơng phải dùng góp điện áp máy phát để đảm bảo ổn định cho toàn hệ thống Với lới điện áp 110 kV 220 kV trung tính nối đất trực tiếp hệ số = 0,5 nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc cấp Số lợng máy phát ghép vào góp máy phát phải đảm bảo tổ máy bị cố máy phát lại phải đáp ứng đủ công suất yêu cầu phụ tải chế độ làm việc max Phụ tải phía trung áp có S Tmax= 162,5MVA > SGđm= 62,5MVA nên ghép MF-MBA lên góp trung áp Công suất dự phòng hệ thống : Sdt= 12%*1800 = 216 MVA Từ nhận xét ta đề xuất số phơng án nh sau: Phơng án I: 10 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Khi xét đến dao động: Ta thấy lực động điện dao động với tần số Do sứ dẫn dao động riêng với tần số riêng r Tần số riêng dao động góp 3,56 E.J.10 = r S. l2 với E: modun đàn hồi vật liệu dẫn EAl = 1,1*106 KG/cm2 J : Mô men quán tính thiết diện dẫn trục thẳng góc với phơng uốn J = JY = 625 cm4 S : Thiết diện ngang dẫn : Khối lợng riêng vật liệu dẫn Al = 8,93g/cm r = 3,56 1,1 *10 * 625 * 10 = 0,414Hz * 13,7 * 8,93 120 Giá trị nằm khoảng 45-55 Hz 90-110 Hz Vậy góp chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Vậy dẫn chọn hoàn toàn thỏa mãn điều kiện I.14.2 Chọn sứ đỡ cho dẫn cứng ' H Sứ đợc chọn cần thoả mãn điều kiện: F = F ì 0.6 ì F ph H Với: F lực tơng tác pha ngắn mạch H: chiều cao sứ H: chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm dẫn, H = H +h/2 h: chiều cao dẫn Fph: lực phá hoại cho phép sứ Vậy điều kiện sứ đỡ phải thoả mãn là: ' tt F ph FìH' 0.6 H Với sứ nhà ta chọn loại 0P10-3000Y3 có thông số cho bảng Bảng: 5-4 Loại sứ Uđm, KV H, mm Fph, KG 51 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện 10 P10-3000Y3 150 3000 Vớí dẫn chọn h = 125 mm ta có : 125 566,735 * 150 + = 1338,124 KG F ph 0.6 *150 Vậy sứ chọn hoàn toàn thoả mãn điều kiện Thanh dẫn F1 H'=15+6,25 cm Ftt Sứ H =15 cm I.14.3 Chọn dây dẫn mềm : Các điều kiện để chọn dây dẫn mềm Thiết diện dây dẫn : S I cb J kt Trong Jkt mật độ dòng điện kinh tế lấy Jkt=1,2A/mm2 Icb: Dòng điện cỡng lớn mạch cao áp trung áp Icb=0,552 kA 0,552 * 10 S = 460 mm2 1,2 Chọn dây ACO 500 : Dây nhôm lõi thép , có Icp=975 A Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài : Điều kiện: Icphc Icb Với 700 350 I cp = I 700 200 cp hc 0 = 70 35 *975 = 815,744 A 70 20 Ta có Icp =815,744 A >Icb = 747,4 A Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch : Điều kiện kiểm tra : hc 52 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện BN S C Với BN xung lợng nhiệt dòng ngắn mạch hệ số CAl = 79 A2.S/ mm2 Ta có BN = BNCK+ BNKCK Ta dùng phơng pháp thời gian tơng đơng để xác định xung lợng nhiệt thành phần chu kỳ BNCK ( phơng pháp dùng cho MF có công suất không lớn 50MW , mà MF NMĐ thiết kế có P = 50MW nên dùng P2 để giảm việc tính toán ) + BNCK= I T N td Với T = f t , td cat I" I Trong tính toán gần lấy tcắt= 0,2s " = I " 10,420 = = 1,2012 8,675 I Từ ta tra đợc Ttđ = 0,15 s Vậy BNCK = 8,6752 * 0,15 = 11,2883*106 A2.s + BNKCK= I " T a Khi t cắt > 0,1s Ta = 0,05 s BNKCK = 10,4202 * 0,05 = 5,4288*106 A2.s Vậy BN = BNCK+ BNKCK = 16,7171*106 A2.s Vậy ta có BN C = 16,7171 * 10 = 51,755mm < S = 500mm 79 Vậy điều kiện ổn định nhiệt đợc thoả mãn Kiểm tra điều kiện vầng quang : Điều kiện kiểm tra a U vq = 0,96.84.m.r.lg U dmluoi r Cho trờng hợp pha đặt mặt phẳng Với: m: Hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn m = 0,93 r : Bán kính dây dẫn cm r= 3,02 = 1,51cm a : khoảng cách trục dây dẫn cm a = 200 cm 53 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện 200 U rq = 0,96 * 84 * 0,93 *1,51 * lg 1,51 = 240,307 kV > Uđm=110 ; 220 kV Vậy điều kiện vầng quang đợc thoả mãn, dẫn mềm chọn thoả mãn điều kiện kỹ thuật I.15.Chọn kháng điện cáp cho phụ tải địa phơng : I.15.1 Chọn cáp điện lực : Việc chọn cáp kháng đờng dây để phục vụ cho việc lựa chọn thiết bị phụ tải địa phơng Cáp điện lực dùng để nối đầu cực máy phát tới góp phụ tải địa phơng Ta tính thời gian làm việc cực đại cáp T= S t i Smax i 365 Si.ti = 9,04*6 + 14,46*4 + 18,07*4 + 16,27*4 + 12,65*6 = 325,34 Vậy T = 325,34 * 365 = 6571,616 h 18,07 Từ ta chọn Jkt = 1,2 A/mm2 Cáp điện lực đợc chọn theo điều kiện sau: + Loại cáp Chọn theo vị trí đặt cáp: Cáp đợc đặt hầm cáp, treo tờng chôn đất + Điện áp định mức Uđm cáp Uđm = 10,5 kV + Thiết diện cáp a Cáp đơn: Phụ tải địa phơng gồm đơn, hộ 1,5MW cấp đờng dây dài km Với cos = 0,83.Do dòng điện làm việc bình thờng qua cáp là: Pdp 1,5 * 10 I lvbt = = = 99,372 A ì U dm ì cos *10,5 * 0,83 Ta có: Icb = Ilvbt = 99,372A Tiết diện cáp đợc chọn theo mật độ dòng kinh tế S kt = I lvbt 99,372 = = 82,81 mm2 J kt 1,2 Nh ta chọn cáp pha nhôm đặt đất có tiết diện 95 mm2 có Icp = 205 A 54 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Kiểm tra phát nóng lâu dài cáp Khi nhiệt độ đất 25oc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ cáp là: K1 = 60 25 = 0,88 60 15 Nh dòng điện cho phép lâu dài cáp nhiệt độ đất 25oc là: Icp = K1ìIcp = 0,88*205 =180,4 A b Cáp kép: Phụ tải địa phơng gồm hộ kép, hộ 3MW cung cấp đờng dây cáp kép dài km Với cos = 0,83.Do dòng điện làm việc bình thờng qua cáp là: Pdp *10 I lvbt = = = 99,372 A * U dm * cos * *10,5 * 0,83 Ta có: Icb = 2*Ilvbt = 198,744 A Tiết diện cáp đợc chọn theo mật độ dòng kinh tế S kt = I lvbt 99,372 = = 82,81 mm2 J kt 1,2 Nh ta chọn cáp pha nhôm đặt đất có tiết diện 95 mm2 có Icp = 205 A Kiểm tra phát nóng lâu dài cáp Khi nhiệt độ đất 25oc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ cáp là: K1 = 60 25 = 0.88 60 15 Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, lấy cáp đặt cách 100 mm K2= 0,90 Nh dòng điện cho phép lâu dài cáp nhiệt độ đất 25 oc là: Icp = K1*K2*Icp = 0,88*0,90*205 =162,36 A Vâycáp chọn thoả mãn điều kiện làm việc bình thờng Theo quy trình thiết bị điện , cáp có cách điện giấy tẩm dầu ,trong điều kiện làm việc bình thờng dòng điện qua chúng không 80% dòng cho phép ddax hiệu chỉnh thi chế độ cố cho phép cáp tải 30% thời gian không ngày đêm Giảthiết cáp tải 30% ta có : Kqt * Icp= 1,3*162,36 = 211,068A> Icb = 198,744A Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện làm việc cỡng 55 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.15.2 Chọn kháng điện : Điện kháng điện kháng đờng dây đợc chọn xuất phát từ điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ điện để chọn đợc máy cắt hợp lý, cáp có tiết diện thích hợp ổn định nhiệt a Bảng phân bố phụ tải( bảng 5-5): Trên góp hạ áp có phân đoạn , phụ tải dịa phơng đợc lấy từ kháng điện đờng dây , ta có phân bố công suất cho kháng điện nh bảng sau : Bảng:5-5 Phân đoạn Phân đoạn Phân đoạn Bình thờng 4,5 MW MW 4,5 MW Sự cố kháng 6 MW Sự cố kháng bên 4,5 MW MW Ta thấy công suất lớn qua kháng : Scb = 9/0,83 = 10,843 MVA Vì Scb kháng khác không nhiều nên chọn kháng điện loại Từ bảng ta có dòng cỡng qua kháng là: S 10,843 I cb = cb max = = 0,596kA *U dm *10,5 chọn kháng đơn loại PbA -10-1000 -10 có Iđmk = 1000A b Sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng Ta có sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng nh hình 5-1 sau: Hình 5-1: Sơ đồ phân bố phụ tải cho kháng c Xác định Xk% Xk% đợc chọn xuất phát từ hai điều kiện sau: Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN7 min{ Ic1đm, Inhc1} Xk% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N để chọn máy cắt đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp tức là: IN8 min{ Ic2đm, Inhc2} Trong dòng điện ổn định nhiệt đợc xác định theo công thức FC I nh = F: Tiết diện cáp, CCu = 141A2s tc Trong nhiệm vụ thiết kế cho F2= 70 mm2, tc2= 0,6s 56 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện 70 *171 = 15,453kA 0,6 Ic2đm= 20 kA Lập sơ đồ thay tính toán ngắn mạch hình 5-3: chọn S cb= 100MVA ngắn mạch N4 có dòng ngắn mạch là: IN6= IN4 +IN4 = 60,821kA I nh = X HT XK N4 X C1 N5 X C2 N6 Hình 5-3: Sơ đồ thay ngắn mạch Ta có điện kháng HT tính đến điểm ngắn mạch N6 : I cb S cb 100 = = = 0,0904 '' XHT = I N * U cb * I N *10,5 * 60,821 Điện kháng cáp I : X C1 = X o * l * S cb 100 = 0,08 * * = 0,2902 U cb 10.5 Dòng điện ổn định nhiệt cáp : Thời gian cắt MC tc1=tc2+ t = 0,6 + 0,3 = 0,9 sec F * C 70 *141 I nhc1 = = = 10,404kA t c1 0,9 Dòng điện ổn định nhiệt cáp : Thời gian cắt MC : tc2 = 0,6 sec F * C 70 *141 I nhc = = = 12,742kA tc 0,6 Điện kháng tổng là: I 100 X = cb = = 0,5285 I nh *10,5 *10,404 XK= X - XHT - XC1 = 0,5285 0,0904 0,2902 = 0,1479 Điện kháng XK% là: I X K % = X K * dmK = 0,1479 * 100 = 2,7% I cb 5,5 Vậy ta chọn kháng đơn dây nhôm loại PbA -10-1000- 10 có X K% = 10%, IđmK = 1000A 57 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Tính toán kiểm tra lại với kháng chọn : Khi ngắn mạch N7 : XK = X K % I cb 5,5 = 0,1 * = 0,55 I dmK Dòng điện ngắn mạch N7 : I 5,5 cb IN7= X + X = 0,0904 + 0,55 = 8,588 kA HT K Thoả mãn điều kiện : IN7 < ICđm = 20 kA IN7 < InhC1 = 10,404 kA Dòng điện ngắn mạch N8 : I 5,5 cb IN8= X + X + X = 0,0904 + 0,55 + 0,2902 = 5,91 kA HT K C1 Thoả mãn điều kiện : IN8 < ICđm = 20 kA IN8 < InhC2 = 12,742 kA Vởy kháng chọn thoả mãn yêu cầu I.15.3 Chọn máy cắt hợp phụ tải địa phơng : Để chọn máy cắt hợp phụ tải địa phơng ta tính dòng ngắn mạch N7 XHT= 0,0904 XK = X K % I cb 10 5,5 * = * = 0,55 100 I dm 100 Điện kháng tính toán: S ( HT + NM ) 1800 + 250 X tt = ( X HT + X K ) * = * ( 0,0904 + 0,55) = 13,1282 > S cb 100 Dòng ngắn mạch N7: S ( HT + NM ) 1800 + 250 I N" = * = * = 8,586kA X tt 13,1282 3U *10,5 Dòng xung kích N7: i xk = * k xk * I N" = * 1,8 * 8,586 = 21,856kA Dựa vào dòng điện làm việc cỡng cố kháng điện 825A, IN4= 8,586 kA ; ixk= 21,856 kA ta chọn máy cắt không khí có thông số nh bảng 5-6: Bảng5-6 Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icđm,KA Iđ.đm,KA BM 10 3200 31.5 80 58 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt máy cắt có dòng định mức > 1000A I.16.Chọn máy biến áp đo lờng máy biến dòng I.16.1 Sơ đồ nối BU BI với dụng cụ đo Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo đợc vẽ nh hinh 5-3 : I.16.2 Hình5-3 : Sơ đồ nối BU,BI với dụng cụ đo - Chọn máy biến điện áp (BU) Điều kiện chọn : Sơ đồ nối dây kiểu nối BU phải chỵon phù hợp với nhiệm vụ chúng : để cấp cho cho công tơ ta dùng BU pha nối V/V , để kiểm tra cách điện đo điện áp góp ta dùng loại BU pha trụ Y0/Y0/ Công suất tổng định mức phụ tải nối vào BU phải nhỏ công suất định mức BU , cấp xác chọn phù hợp với nhiệm vụ BU Chọn dấy dẫn nối BU dụng cụ đo cho tổn thất điện áp nhỏ 0,5%*Uđm thứ cấp có công tơ 3%*U đm công tơ ( Theo điều kiện độ bền tiết diện tói thiểu F Cu= 1,5mm2 FAl= 2,5mm2 ) Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng biến điện áp nối dây theo hình 2xHOM-10 - Điện áp :UđmBU = Umạng=10 kV - Công suất : Icb = 4330 A - Cấp xác: 0,5 Phụ tải biến điện áp:là tổng công suất đồng hồ đo lờng nối vào mạch thứ cấp BU, loại đồng hồ đo lờng ghi bảng 5-7 sau: 59 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện ảng 5-7 Tên dụng cụ mắc vào BU Vôn mét Oát mét Oát mét p kháng Oát mét tự ghi Tần số kế Công tơ Ctơ phản kháng Kiểu B-2 -341 -342/1 H-348 H-348 -670 WT-672 Tổng Phụ tải AB P(W) Q(VAR ) Phụ tải BC P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 8,3 0,66 0,66 1,62 1,62 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 1,62 1,62 20,4 3,24 19,72 3,24 Biến điện áp AB S2 = 20,42 + 3,242 =20,7 VA cos = 20,4 =0,98 20,7 Biến điện áp BC S2 = 19,722 + 3,242 =19,9 VA cos = 19,72 =0,99 19,9 Vậy chọn BU loại pha HOM-10 có công suất định mức S = 50 VA Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo Xác định dòng dây dẫn a,b,c Ia = S ab 20,7 = =0,207 A U ab 100 Ic = Sbc 19,9 = =0,199 A U bc 100 Coi Ia = Ic =0,2 A cosab= cosbc =1 => Ib = 3.0,2 =0,34 Điện áp giáng dây a b U = (Ia + Ib).r = (Ia + Ib) l S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50m dùng dây dẫn đồng hồ có = 0,0175 mm2/m; U = 0,5% Vậy tiết diện dây dẫn là: 60 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện S ( I a + I b ). l (0,34 + 0,2).0,0175.50 = ư=0,945ưmm2 0,5 U Ta chọn dây dẫn ruột đồng bọc cách điện PVC có tiết diện 1,5 mm2 I.16.3 Chọn máy biến dòng điện (BI) * Điều kiện chọn: - Sơ đồ nối dây: Mắc hình đặt pha - Điện áp định mức UđmBI Uđm mạng=10 kV - Dòng điện định mức sơ cấp IđmBI Icb = 4330 - Cấp xác BI: 0,5 Phụ tải thứ cấp: Tơng ứng với cấp xác, biến dòng có phụ tải định mức ZđmBI=1,2 Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) Không đợc vợt phụ tải định mức Z2 = Zdc + Zdd ZđmBI Trong đó: Zdc Tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd Tổng trở dây dẫn Công suất tiêu thụ cuộn dây dụng cụ đo lờng đợc ghi bảng bảng 5-8 sau: Pha A mang tải nhiều S = 26 VA Bảng 5-8 TT T Phụ tải (VA) Tên dụng cụ đo Ký hiệu Am pe mét Oát kế tác dụng Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Công tơ tác dụng Côngtơ phản kháng -302 -341 -342/1 -33 -670 -672 Tổng S Zdc = I dm = Pha A Pha B Pha C 0,1 5 10 2,5 2,5 0 0 5 10 2,5 2,5 26,1 5,1 22,1 26 =1,04 52 Chọn dây dẫn đồng giả thiết chiều dài dây dẫn l = ltt = 30 m 61 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Tiết diện dây dẫn ltt 30.0,0175 S = Z Z = =3,27 mm2 dm dc 1,2 1,04 Chọn dây dẫn ruột đồng cách điện PVC có S = 4mm2 62 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Chơng VI Sơ đồ tự dùng chọn thiết bị tự dùng I.17.Sơ đồ nối điện tự dùng Điện tự dùng phần điện không lớn nhng lại phần quan trọng trình vận hành nhà máy điện Điện tự dùng nhà máy điện chia làm hai phần: phần cung cấp cho máy công tác đảm bảo lò tuabin tổ máy phần cung cấp cho máy công tác phục vụ chung, không liên quan trực tiếp đến lò tuabin nhng lại cần thiết cho làm việc nhà máy Ta chọn sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc kinh tế đảm bảo cung cấp điện liên tục Đối với nhà máy điện thiết kế dùng hai cấp điện áp tự dùng 6kv 0.4kv nối theo sơ đồ biến áp nối tiếp, với biến áp dự trữ lấy điện từ phía cuộn hạ phía máy phát I.18 Chọn máy biến áp tự dùng I.18.1 Chọn máy biến áp cấp Chọn máy công tác có công suất thoả mãn điều kiện sau: S dmB1 6-1: 1 * S td max = * 20 = 5MVA 4 Vậy ta chọn máy biến áp T HC-1000/10.5 có thông số bảng Bảng:6-1 Sđm,KVA 10000 điện áp Cao 10.5 Hạ 6.3 Tổn thất,KW PO 12.3 UN% IO% 14 0.8 PN 85 Máy biến áp dự trữ bậc không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà cung cấp cho hệ thống tự dùng trình hoạt động dừng lò Do công suất cần chọn là: 1,5 * * S td max = 1,5 * = 7,5MVA Vì ta chọn loại máy biến áp nh bảng 63 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.18.2 Chọn máy biến áp cấp Máy biến áp cấp cung cấp cho động 380/220V chiếu sáng Giã thiết phụ tải chiếm 10% công suất phụ tải cấp Khi ta chọn công suất máy là: 10 S dmB * *10 = 500 KVA 100 Ta chọn loại máy biến áp TM-1000/6 có thông số nh bảng 6-2: Bảng6-2 Sđm,KVA 1000 điện áp Cao Tổn thất,KW Hạ 0.4 PO 2.1 PN 12.2 UN% IO% 5.5 1.4 I.19.Chọn khí cụ điện tự dùng I.19.1 Chọn máy cắt phía hạ áp máy biến áp tự dùng cấp Để chọn máy cắt hợp ta tính dòng điện ngắn mạch N dới máy biến áp tự dùng cấp 1, với nguồn cung cấp HT NM Ta có sơ đồ tính ngắn mạch nh hình 6-1 X HT XB N4 N7 Hình 6-1: Sơ đồ thay ngắn mạch X HT = XB = I cb 5,5 = = 0,0904 " I N 60,821 U N % S cb 14 100 * = * = 1,4 100 S dmB 100 10 Điện kháng tính toán: X tt = ( X HT + X K ) ì S ( HT + NM ) S cb = 2050 * ( 0,0904 + 1,4) = 30,5532 > 100 Dòng ngắn mạch N9: S ( HT + NM ) 2050 I N" = * = * = 6,1489kA X tt 30,5532 * 6,3 *U Dòng xung kích N9: i xk = * k xk * I N" = *1,8 * 6,1489 = 15,6525kA Dòng điện làm việc cỡng 64 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I cb = S dmB 3ìU = 10000 ì = 916 A Vậy ta chọn loại máy cắt điện dầu có thông số nh bảng 6-3 sau: Bảng 6-3 Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icđm,KA Iđ.đm,KA BM -10-1000-20 10 1000 20 64 I.19.2 Chọn máy cắt phía cao áp máy biến áp tự dùng cấp Ta chọn máy cắt có thông số bảng 6-4 sau: Bảng 6-4 Loại MC Uđm,KV Iđm,A Icđm,KA Iđ.đm,KA M 20 9500 100 300 I.19.3 Sơ đồ tự dùng nhà máy Sơ đồ tự dùng nhà máy điện đợc bố trí nh hình 6-2 : (trang bên) 65 [...]... phía 110 kV là Icbmax = 0, 344 kA Cấp điện áp 1 0,5 kV: Dòng điện làm việc cỡng bức của mạch máy phát điện : kA Dòng điện cỡng bức phía hạ của MBA liên lạc : kA Bảng kết quả tính toán dòng điện làm việc cỡng bức cuả phơng án II là: 25 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện 26 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện 0, 344 4,8 11Icbmax kA 0,3 28 Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy phát : Xét trờng hợp phụ tải max... kháng khi sự cố một máy phát là: 23 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Dòng cỡng bức qua kháng khi sự cố một máy biến áp 1 ,4 . a.Sđm SK SK Std SI Khả năng tải của máy biến áp còn lại khi sự cố một máy biến áp là : Kqtsc* *SđmB = 1 .4* 0,5 *200 = 140 MVA Dòng công suất của phụ tải địa phơng : SI=( 1,5 + 2* 1,5 )/ 0,8 3 = 5 ,4 2 2 Dòng công suất cỡng bức qua kháng khi phụ tải max là: là: Dòng công suất cỡng bức qua... án thiết kế nhà máy nhiệt điện Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phơng án 1 Phơng án II: Hình 2-2: Sơ đồ nối điện phơng án II Phơng án III : 11 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện * Phơng án IV : 12 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Chọn máy biến áp cho các phơng án : I.5.1 Chọn công suất máy biến áp: Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4- 5... có giá là: vB= 185*103 *40 *103 = 7 ,4 * 109 VN , hệ số chuyên chở kB1= 1,2 Máy biến áp bộ B3 và B4 : 63-115/10.5 có giá là : vB= 91*103 *40 *103 = 3, 64* 109 VN , hệ số chuyên chở kB1= 1,2 5 VB= 2* 1,2 *7 ,4 * 109 + 2* 1,2 5* 3, 64* 109 = 2 6,8 6*109 VNĐ 31 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Vốn đầu t máy cắt : Vốn đầu t máy cắt đợc tính theo công thức sau: VTB=n2ìv2 Trong đó: vTB là tiền mua máy cắt n2 là số lợng máy cắt... mba tự ngẫu SCT = STmax- 2*Sbộ = 16 2,5 2* 5 7,5 = 47 ,5 MVA Công suất qua cuộn hạ MBA tự ngẫu : SCH= {SF , STải} SF= 2*6 2,5 - 9, 04 - 20*2 /4 = 10 5,9 6 MVA STải= kqtsc..SđmB= 1 ,4 * 0,5 *125 = 8 7,5 MVA SCH = 8 7,5 MVA Vậy công suất qua cuộn cao áp MBA tự ngẫu liên lạc là: SCC = SCH - SCT = 8 7,5 47 ,5 = 40 MVA Công suất thiếu về hệ thống Sthiếu = SVHT -SCC = 49 ,4 3 - 40 = 9 ,4 3 MVA ta có Sdụ trữ quay = 12%*SHT... * 23 046 64 = 6753726 kWh 19 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện I.6.2 Phơng án II: Đối với 2 máy biến áp bộ B 3,B4 có tổn thất điện năng đợc tính theo công thức: = 2 * 23 046 64 = 46 09328 kWh Tổn thất điện năng của máy biến áp liên lạc B 1và B2 đợc tính theo công thức: Với PNC , PNT , PNH là tổn thất công suất ngẵn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung , hạ của máy biến áp tự ngẫu Ta có: = 0,5 là hệ số... Trong đó: vBi là tiền mua máy biến áp kBi là hệ số chuyên chở lắp đặt Máy biến áp Tự ngẫu B1 và B2 : 200-230/121/11 có giá là: vB= 228*103 *40 *103 = 9,1 2*109 VN , hệ số chuyên chở kB1= 1,2 30 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện Máy biến áp bộ B3 : 63-115/10.5 có giá là : vB= 91*103 *40 *103 = 3, 64* 109 VN , hệ số chuyên chở kB1= 1,2 5 VB= 2* 1,2 * 9,1 2*109 + 1,2 5* 3, 64* 109 = 26 ,4 3 8*109 VNĐ Vốn đầu t máy cắt : Do... trung mba tự ngẫu SCT = STmax- 2*Sbộ = 16 2,5 5 7,5 = 105 MVA Công suất qua cuộn hạ mba tự ngẫu : SCH= {SF , STải} SF= 3*6 2,5 9, 04 20*3 /4 = 163 ,4 6 MVA STải= kqtsc..SđmB= 1 ,4 * 0,5 *200 = 140 MVA SCH = 140 MVA Vậy công suất qua cuộn cao áp MBA tự ngẫu liên lạc là: SCC = SCH - SCT = 140 - 105 = 35 MVA Công suất thiếu về hệ thống Sthiếu = SVHT -SCC = 49 ,4 3 - 35 = 1 4, 43 MVA ta có Sdụ trữ quay = 12%*SHT = 12%*1800... 0,1 27 E 1,2 ,3 x16 E 1,2 ,3 Biến đổi sơ đồ hình 4- 3a ta có sơ đồ hình4-4a Ghép 2 máy phát G13 và G2 lại ta có X 14 = X13// X11 = 0,0 79 Ghép G123 va G4 ta có : X15 = X9 + X 14 = 0,0 52 + 0,0 79 = 0,1 31 X16 = X15// X12 = 0,1 08 * 0,2 89 = 0,1 08 + 0,2 89 0,1 31 * 0,3 83 = 0,0 98 0,1 31 + 0,3 83 X17 = X8 + X16 = 0,0 29 + 0,0 98 = 0,1 27 Với các điện kháng X1 X2 có các giá trị sau: XHT = X1 = XHT = 0,0 68 XF = X17 = 0,1 27... hình 4- 3a Do tính chất đối xứng của sơ đồ nên ta dùng P 2 gập hình , ta có đợc sơ đồ tơng đơng Trong đó: 35 đồ án thiết kế nhà máy nhiệt điện x1 x1 x8 x12 x9 x10 x5 E4 x8 E2 x9 x11 x12 E4 x 14 E 1,3 E 1,2 ,3 X8= XC/2 = 0,0 58/2 = 0,0 29 z X9= XH/2 = 0,1 03/2 = 0,0 52 X10= XK/2= 0, 145 /2 = 0,0 73 X11= XF/2= 0,2 16/2 = 0,1 08 X12= XB+XF = 0,1 67+ 0,2 16 = 0,3 83 X13= X10+XF= 0,0 73+ 0,2 16 = 0,2 89 x1 HT x8 x1 0,0 68