ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Tại 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 xây dựng đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải cho ta chọn công suất máy biến áp (MBA) phân bố tối ưu công suất tổ máy với nhà máy điện với I.1.1 Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm tổ máy công suất máy 60MW Chọn máy phát điện kiểu TBΦ-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104 [1] ) có thông số bảng 1-1: Bảng 1-1 KÍ H I Ệ U TBΦ 60-2 Sđm Pđ m M VA MW 75 60 cosϕđm ,8 Điện kháng tương đối U đm Iđ m kV kA Xd’’ Xd ’ Xd 10,5 4,125 0,146 ,2 1,691 I.1.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp Từ đồ thị phụ tải nhà máy đồ thị phụ tải cấp điện áp dạng bảng theo % công suất tác dụng hệ số cosϕ, ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau: St = Pt Cos ϕ với : Pt = p%.Pmax 100 Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) Cosϕ _ Là hệ số công suất phụ tải I.1.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy có công suất tổ: Pdm 60 = = 75 MVA Pđm = 60 MW, Cosϕđm = 0,80 ⇒ Sdm = cosϕdm 0,80 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 4×Pđm = 4×60 = 240 MW ⇒ SNMđm = 300 MW Từ đồ thị phụ tải nhà máy công thức: Pt Cos ϕ t St = với : Pt = p % Pmax 100 Ta tính đồ thị phụ tải nhà máy theo thời gian Kết ghi bảng 1-1 đồ thị phụ tải nhà máy ( Hình 1-2 ) Bảng 1-1 ( Phụ tải toàn nhà máy ) t (giờ) 0-8 - 12 P% 75 100 90 100 75 PNM(t) MW 180 240 216 240 180 SNM(t) MVA 225 300 270 300 225 S (MVA) 12 - 14 20 - 24 300 300 300 14 - 20 270 225 250 225 200 150 100 50 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy I.1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy: Tự dùng max toàn nhà máy 8% công suất định mức nhà máy với cosϕ = 0,85 xác định theo công thức sau: S td (t ) = ∑P Fdm cos ϕ td với ΣPFđm = 240 ΣSFđm = 300 → α % ⎛⎜ S (t ) 0,4 + 0,6 NM ⎜ 100 ⎝ ∑ S Fdm ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ (MW) (MVA) Std (t ) = S (t ) ⎞ 240 ⎛ ⎜ 0,4 + 0,6 NM ⎟ 100 0,80 ⎝ 300 ⎠ Trong Std(t) : Công suất tự dùng nhà máy thời điểm t ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ∑SFđm : Công suất đặt toàn nhà máy SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy thởi điểm t Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) công thức ta có phụ tải tự dùng nhà máy theo thời gian bảng 1- đồ thị phụ tải hình 1- Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy t(h) 0- 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 SNM(t) MVA 225 300 270 300 225 Std(t) MVA 20,40 24,00 22,56 24,00 20,40 S (MVA) 24 25 20.4 24 20.4 22.56 20 15 10 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1- - Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy I.1.5 Phụ tải địa phương: Như nhiệm vụ thiết kế cho: Pmax = 12,6 MW, Cosϕ = 0,80, U = 10,5 kV gồm kép + đơn Từ công thức sau: S dp (t ) = Pdp (t ) với: Pdp (t ) = Cosϕ t Pdp %.Pdp max 100 Ta có kết cho bảng 1-5 đồ thị phụ tải hình 1-6 Bảng - - Phụ tải địa phương t(h) Pđp% Pđp(t)MW Sđp(t)MVA 0-6 60 7,56 9,45 - 10 90 11,34 14,18 10 - 14 85 10,71 13,39 14 - 18 100 12,60 15,75 18 - 24 65 8,19 10,24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN S (MVA) 25 20 15.75 14.18 15 9.45 10 10.24 13.39 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1- - Đồ thị phụ tải địa phương I.1.6 Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV): Phụ tải điện áp cao Pmax = 140 MW, Cosϕ = 0,80 gồm kép + đơn Công suất thời điểm xác định theo công thức sau: S c (t ) = Pc (t ) Cosϕt Pc (t ) = với: Pc %.Pc max 100 Ta có kết bảng 1-7 đồ thị phụ tải cho hình 1- Bảng 1- - Phụ tải phía điện áp trung (110kV) t(h) 0-4 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24 P% 80 85 90 100 70 PT(t)MW 112 117 130 104 91 ST(t)MVA 140 146,25 162,5 130 113,75 S (MVA) 200 162.5 146.25 140 150 130 113.5 100 50 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1- - Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV) ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I.1.7 Cân công suất toàn nhà máy xác định công suất phát vào hệ thống Phương trình cân công suất toàn nhà máy: SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t) Ta bỏ qua tổn thất ΔS(t) máy biến áp ⇒ SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) +ST(t) ] Từ ta lập kết tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy bảng 1-9 đồ thị phụ tải hình 1-10 Bảng 1-9 - Cân công suất toàn nhà máy t(h) 0-4 4-6 6-8 SNM(t) 225 225 225 300 300 270 300 300 300 9,45 9,45 14,18 14,18 13,39 13,39 15,75 15,75 10,24 10,24 10,24 20,40 20,40 20,40 24,00 24,00 22,56 24,00 24,00 24,00 20,40 20,40 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130 130 ( MVA) Sdp(t) ( MVA) Std(t) ( MVA) ST(t) ( MVA) SHT(t) ( MVA) 140 55,15 48,9 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 22 22 - 24 225 225 113,75 113,75 113,75 44,17 115,57 100,11 71,55 130,25 130,25 152,01 80,61 80,61 S (MVA) 152.01 160 130.25 140 115.57 120 100.11 100 80.61 80 55.15 48.9 60 40 71.55 44.17 20 t (h) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 1- 10 - Cân công suất toàn nhà máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỔNG CỦA TOÀN NHÀ MÁY 300 S (MVA) 300 300 270 SNM 250 225 225 ST 200 162.5 150 152.01 146.25 140 130.25 130 115.57 100 100.11 SHT 55.15 80.61 71.55 48.9 50 113.75 44.17 20.4 24 22.56 13.39 9.45 Sđp Std 24 20.4 15.75 10.24 14.18 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) I.1.8 Dự trữ hệ thống Ta có dự trữ hệ thống 14%SHT = 14%*3600 = 504 MVA, lớn so với công suất máy phát Công suất hệ thống S = 3600 MVA coi vô lớn so với công suất toàn nhà máy SNM= 300 MVA I.1.9 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 MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I.2 CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Một nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện chọn sơ đồ nối điện Vì chọn 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 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ba cấp điện áp sau: Phụ tải địa phương cấp điện áp 10,5 kV có: SUFmax = 15,75 MVA SUFmin = 9,45 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 = 152,01 MVA SHTmin = 44,17 MVA • Với nhà máy điện thiết kế có phụ tải địa phương (SUFmax = 21% SFđm) nên ta dùng góp điện áp máy phát để cung cấp ( Thanh góp điện áp máy phát sử dụng công suất phụ tải địa phương lớn vượt ( 15 - 20 )% công suất định mức máy phát ) • Ta có công suất dự trữ quay hệ thống 504 MVA lớn công suất MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ MFĐ-MBA •Số lượng máy phát ghép vào góp điện áp máy phát cho có máy phát điện ngừng làm việc máy phát lại phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải địa phương tự dùng nhà máy • Vì trung tính lưới điện 220KV 110KV lưới trung tính trực tiếp nối đất nên để liên lạc cấp điện áp ta dùng máy biến áp tự ngẫu có: α= 220 − 110 = 0,5 220 Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp tải • Phụ tải PTmin = 113,5 MVA lớn công suất 1bộ MFĐ- MBA, ta gép đến MFĐ- MBA để đơn giản hoá vận hành việc chọn máy biến áp ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN * Máy biến áp liên lạc máy biến áp tự ngẫu nên không cần kiểm tra điều kiện liên lạc công suất bên trung bên cao STmin • Trên sở nhận xét ta vạch phương án nối dây nhà máy sau: Phương án I: HT 220 kV B1 B2 ∼ F1 ∼ F2 110 kV B4 B3 ∼ F3 ∼ F4 Nhận xét: Phương án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp, bố trí nguồn tải cân xứng Hai máy biến áp tự ngẫu có dung lượng nhỏ, có nhược điểm là: phụ tải trung áp cực tiểu có lượng công suất phải tải qua lần máy biến áp làm tăng tổn thất ,tuy nhiên máy biến áp liên lạc máy biến áp tự ngẫu nên ta bỏ qua nhược điểm Phương án II: Cũng sở phương án khác ta đưa MFĐ- MBA dây quấn bên trung áp sang bên cao áp Sơ đồ phương án ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Sơ đồ phương án 2: HT 110 kV 220 kV B2 B1 B3 B4 ∼ ∼ ∼ ∼ F1 F2 F3 F4 Nhận xét : Phương án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp Nhưng so với phương án có nhược điểm là: máy biến áp phía cao đắt tiền hơn, phải sử dụng đến loai máy biến áp, lại tránh công suất tải qua lần máy biến áp phụ tải trung áp cực tiểu Phương án III: Nối máy góp điện áp máy phát, cần nối MFĐMBA bên trung áp HT 榶 B1 220 kV 110 kV * B2 B3 ∼ ∼ ∼ ∼ F1 F2 F3 F4 Nhận xét : ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Phương án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp Có số lượng máy biến áp giảm so với phương án trước Có nhược điểm thiết bị phân phối điện áp máy phát phức tạp, có dòng cưỡng qua kháng lớn không chọn kháng Tóm lại: Qua phân tích để lại phương án I phương án II để tính toán, so sánh cụ thể kinh tế kỹ thuật nhằm chọn sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Chọn máy cắt đầu đường dây MC1: Các máy cắt đầu đường dây chọn loại Dòng cưỡng qua máy cắt tính toán cho đường dây kép đường dây bị cố Icb = 300 A Tra bảng chọn máy cắt 8DA10 có: Uđm = 12KV ; Iđm = 3150 A ; Icắt đm = 40 KA Mục đích việc chọn kháng điện đường dây để hạn chế dòng ngắn mạch hộ tiêu thụ tới mức đặt máy cắt 8DA10 cáp lưới điện phân phối có tiết diện nhỏ 70 mm2 theo yêu cầu đầu ” ⇒ IN7 ≤ ( 40KA; 7,54 KA ) IN8” ≤ ( 20KA; 12,92 KA ) Vậy ta chọn kháng có XK% cho ngắn mạch N8 có dòng ngắn mạch I”N8 ≤ 12,92 KA Khi ngắn mạch N8 điện kháng tính đến điểm ngắn mạch là: X I 5,4985 = 0,425 = "cb = ∑ 12,92 I N8 Mà ta có X ∑ = XHT + XK + XC1 ⇒ XK = X ∑ - XHT - XC1 = 0,425 - 0,018 - 0,225 = 0,182 Nên : XK% = XK I dmK 600 100 = 0,182 .100 = 3,9% I cb 2800 Vậy ta chọn kháng kép dây nhôm PbAC-10-2x600-4 XK% = 4% Iđm = 600A ▪ Kiểm tra kháng vừa chọn: = Điện kháng tương đối kháng điện vừa chọn XK = XK% I cb 2,8 = 0,4 = 1,87 I dm 0,6 = Dòng ngắn mạch N7 I”N7 = I cb 2,8 = = 1,48KA ⇒ Thoả mãn điều kiện: X HT + X K 0,018 + 1,87 70 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN I”N7 =1,48 kA < Icắt đm1 = 40 I”N7 =1,48 kA < InhS1 kA = 7,53 kA = Dòng ngắn mạch N8 I”N8 = X HT I cb 2,8 = = 1,32 KA + X K + X C1 0,018 + 1,87 + 0,225 Thoả mãn điều kiện: I”N8 =1,32 KA < ICắt đm2 = 20K kA I”N8 =1,32 KA < InhS2 = 12,9 kA Kết luận: Vậy kháng chọn đảm bảo yêu cầu VIII Chọn máy biến áp, máy biến dòng điện đo lường: a Chọn máy biến điện áp BU: Š Chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV = Sơ đồ nối dây kiểu nối BU phải chọn phù hợp với nhiệm vụ Để cấp cho công tơ ta dùng hai BU pha nối hình V/V Để kiểm tra cách điện góp 10,5 KV ta dùng loại máy biến điện áp pha trụ λ0/ λ0/Δ Điều kiện Uđm BU = Umạng = Cấp xác: chọn phù hợp với nhiệm vụ BU = Công suất định mức tổng phụ tải nối vào biến điện áp S2 bé hay công suất định mức biến điện áp với cấp xác chọn S2 ≤ Sđm BU + Chọn dây dẫn nối BU dụng cụ đo: = Tiết diện dây dẫn chọn cho tổn thất điện áp không 0,5% Uđm thứ cấp có công tơ 3% công tơ = Theo điều kiện bền tiết diện tối thiểu 1,5 mm2 dây đồng 2,5 mm2 với dây nhôm = Căn vào điều kiện sơ đồ bố trí thiết bị đo lường ta chọn BU cho cấp điện áp 10,5 KV sau 71 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN = Dụng cụ đo phía thứ cấp công tơ nên dùng hai biến điện áp pha nối hình V/V Uđm =10,5 KV Cấp xác 0,5 Phụ tải BU cần phải phân bố cho hai biến điện áp theo bảng sau: Tên đồng hồ Ký hiệu Phụ tải BU pha AB W (P) Vôn kế B_2 7,2 Oát kế 341 1,8 VA R (Q) Phụ tải BU pha BC W (P) VAR (Q) ,8 Oát kháng kế phản 342 /1 1,8 -33 8,3 Oát kế tự ghi ,8 ,3 Tần số kế - 340 Công tơ ,5 - 670 Công kháng tơ phản WT - 672 0,6 1,62 1,62 9,72 3,24 1,62 ,66 20, 1,62 ,66 0,6 Cộng 3,24 Biến điện áp AB S2 = 20,4 + 3,24 = 20,7 (VA) Cos ϕ = 20,4 = 0,98 20,7 72 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Biến điện áp BC S2 = 19,72 + 3,24 = 19,9 (VA) Cosϕ = 19,72 = 0,99 19,9 Vậy chọn BU có thông số sau: Kiểu Điện áp định mức (V) Cuộn sơ cấp HO M-10 Cuộn thứ cấp 10000 Cuộn cấp phụ Công suất định mức thứ Cấ p 0,5 100 C ấp1 75 50 + Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo: Xác định dòng điện dây dẫn Ia = Ic = S ab 20,7 = = 0,207 A U ab 100 S bc 19,9 = = 0,199 A U bc 100 Để đơn giản ta coi Ia = Ic = 0,2 A; Cosϕab = Cosϕbc = Như dòng Ib = Ia = x 0,2 = 0,34 A Điện áp giảm dây a b ΔU = (Ia + Ib )r = (Ia +Ib) Lρ S Gải sử khoảng cách L từ BU đến dụng cụ đo 40 m bỏ qua góc lẹch pha Ia Ib mạch có công tơ nên ΔU = 0,5% Tiết diện dây dẫn cần phải chọn là: S≥ Ia + Ib (0,34 + 0,2) × 0,0175 × 40 = 0,756 mm2 Lρ = ΔU 0,5 73 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Để đảm bảo yêu cầu độ bền học ta chọn dây đồng có tiết diện S = 1,5 mm2 Š Chọn BU cho cấp điện áp 110 220 KV Phụ tải phía thứ cấp BU phía 110 220 KV thường cuộn dây điện áp dây đồng hồ vôn mét có tổng trở tương đối lớn nên công suất thường nhỏ, không cần tính toán phụ tải ⇒ dây dẫn thường chọn cho đảm bảo độ bền học Nhiệm vụ để kiểm tra cách điện đo lường điện áp nên thường chọn BU pha đấu λ0/ λ0/Δ Căn vào nhận xét ta chọn BU: Loại BU HKφ_1 10_58 HKφ_2 20_58 C ấp điện áp KV 10 Công suất max VA Công suất theo CCS Cu ộn sơ Cu ộn thứ Cu ộn phụ 66/ 0,1 0,1 20 Điện áp mức (KV) / 15 0/ 0,1 / /3 2000 2000 ,5 00 0,1 00 00 00 b Chọn máy biến dòng điện BI: Máy biến dòng điện chọn theo điều kiện sau: • Sơ đồ nối dây kiểu máy: Sơ đồ nối dây tuỳ thuộc vào nhiệm vụ biến dòng Kiểu biến dòng phụ thuộc vào vị trí đặt BI • Điện áp định mức UđmBI ≥ Umạng • Dòng điện định mức IđmBI ≥ Icb 74 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN • Cấp xác chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo • Phụ tải thứ cấp tương ứng với cấp xác biến dòng có phụ tải định mức Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI Trong Zdc: tổng phụ tải dụng cụ đo Zdd: tổng trở dây dẫn nối từ BI đến dụng cụ đo + Chọn biến dòng cho cấp điện áp máy phát (10,5 KV) Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lường vào BI hình vẽ ta xác định phụ tải thứ cấp BI pha Tên dụng cụ Kiểu Phụ tải (VA) A B C Am Pe mét 302 1 Oát kế tác dụng 341 5 33 10 10 342/1 5 670 2,5 2,5 2,5 2,5 26 26 Oát kế tác dụng tự ghi Oát kháng kế phản Công tơ tác dụng Công kháng tơ phản Cộng Phụ tải pha là: = Pha A: SA = 26 (VA) = Pha B: SB = (VA) = Pha C: SC = 26 (VA) Như phụ tải lớn pha A C 75 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN =Điện áp định mức BI UđmBI ≥ UF = 10,5 KV = Dòng định mức BI IđmBI ≥ Icb = 4,33 KA = Cấp xác 0,5 (vì mạch có công tơ) Căn vào tính toán ta chọn BI sau loại TШΛ-20-1 có thông số Z2đm = 1,2 Ω Uđm = 20 KV ; Iđm sơ = 4000 A ; Cấp xác 0,5 Iđm thứ = A ▪ Chọn dây dẫ từ BI đến phụ tải: Lấy khoảng cách từ BI đến phụ tải L = 40 m Vì BI nối dây theo sơ đồ cho hoàn toàn chiều dài tính toán Ltt = L = 40 m Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A pha C Zdc = S I max 2 dmthucap = 26 = 1,044 Ω 52 Để đảm bảo độ xác yêu cầu tổng phụ tải phía thứ cấp Z2 (tính dây dẫn) không vượt phụ tải định mức biến dòng nghĩa là: Z2 = Zdc + Zdd ≤ ZđmBI ⇒ Zdd = ZđmBI – Zdc ≈ rdd = S≥ ρL Z dmBI − Z dc = ρL S 40 × 0,0175 = 4,48 mm2 1,2 − 1,044 Chọn dây dẫn đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn từ BI đến cá dụng cụ đo Máy biến dòng chọn không cần kiểm tra ổn định nhiệt có dòng định mức sơ cấp lớn 1000A BI chọn không cần kiểm tra ổn định động, định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát (sơ cấp BI dẫn cứng) Š Chọn BI cho cấp 110 220 KV: Theo điều kiện 76 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN • Uđm ≥ Umạng • Iđm ≥ Icb Với điện áp 110 KV Icb = 413A Với điện áp 220 KV Icb = 427 A Vậy chọn loại BI có thông số sau: T hông số U U Loại BI V đm TΦ H_110M TΦ H_ 10 20 đm 220+3 T B ội số ổn K định động Bội số ổn định nhiệt 43, 3/3 10 50 20 Iđm (A) S 00 60/ ấp T 00 P C C hụ tải iđđ Ω X nh /tnh A ,5 ,2 ,5 ,2 0,4 (a) (b) Sơ đồ nối dụng cụ đo vào BU BI V W W T Π WA 2xHOM- UđmMF=10 77 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện chiếm lượng lớn so với công suất phát nhà máy giữ vai trò quan trọng định trực tiếp đến trình làm việc nhà máy Thành phần máy công tác hệ thống tự dùng nhà máy điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố loại nhiên liệu công suất tổ máy nhà máy nói chung, loại tua bin…Các máy công tác động điện tương ứng nhà máy nhiệt điện chia thành hai phần • Những máy công tác đảm bảo làm việc lò tuốc bin cá tổ máy • Những máy phục vụ chung không liên quan trực tiếp đến lò tuốc bin lại cần cho làm việc nhà máy Trong nhà máy nhiệt điện phần lớn phụ tải hệ thống tự dùng động điện có công suất lớn 200 KW trở lên Các động làm việc kinh tế với cấp điện áp KV Các động công suất nhỏ thiết bị tiêu thụ điện khác nối vào điện áp 380/220 V Do phân bố phụ tải lưới điện áp KV lưới điện áp 380/220 V sơ đồ cung cấp điện hợp lý máy biến áp nối tiếp nghĩa tất công suất biến đổi từ cấp điện áp máy phát điện 10,5 KV đến điện áp lưới hệ thống KV Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cách hợp lý phân đoạn hệ thống tự dùng phù hợp với sơ đồ nhiệt điện nhà máy Như hệ thống tự dùng nhà máy cần máy biến áp công tác bậc để biến đổi điện áp 10KV đến 6KV, máy biến áp công tác bậc để biến đổi điện áp từ 6KV xuống điện áp 380V/220V Ngoài có máy 78 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN biến áp dự trự Trong nhà máy điện có 5,6 máy biến áp công tác, dự kiến máy biến áp công tác dự trữ, máy biến áp công tác dự trữ phân bố phân đoạn thiết bị phân phối Trong sơ đồ dùng máy biến áp cấp có điện áp 10/6 KV, máy biến áp dự trữ có công suất nối vào mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu liên lạc Cấp tự dùng 380/220 (V) bố trí máy biến áp 6/0,4 KV máy biến áp dự trữ V.1 Chọn máy biến áp tự dùng cấp I: Các máy biến áp Btd1, Btd2, Btd3, Btd4 máy biến áp cấp I chúng có nhiệm vụ nhận điện từ góp 10,5 KV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp KV Còn lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 0,4 KV Từ công suất chúng cần phải chọn phù hợp với phụ tải cực đại động cấp điện áp KV tổng công suất máy biến áp cấp II nối tiếp với Sđm ≥ ΣP1 k1/η1cosϕ1 +ΣS2k2 • Hệ số k1/η1cosϕ1 lúc làm việc bình thường chiếm khoảng 0,9 • Hệ số đồng thời k2 0,9 nên ta có Sđm ≥ (∑P1 + ∑S2) 0,9 Trong • ∑P1 : tổng công suất tính toán máy công cụ với động KV nối vào phân đoạn xét (KW) • ∑S2: tổng công suất tính toán máy biến áp bậc II nối vào phân đoạn xét (MVA) • 0,9 :hệ số xét đến không đồng thời đầu tải công tác có động KV máy biến áp cấp II Trong phạm vi thiết kế , nên ta chọn công suất máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy Std max = 24 MVA Vậy công suất máy biến áp tự dùng cấp I chọn là: 79 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN S ts max 24 = = MVA = 6000 KVA 4 SssmB ≥ Tra bảng, ta chọn loại: ( Bảng phụ lục III.2.Tr140.[1]) Loại Uđ S đm K ca o KV h KV VA TMHC6300/10,5 10, 6 300 K W U N% PN P0 m đm Δ Δ U I 0% K W ,3 6,5 ,0 ,9 V.2 Chọn máy biến áp dự phòng cấp I: Công suất máy biến áp phòng cấp I chọn phù hợp với chức Do nhà máy có góp điện áp máy phát nên máy biến áp dự trữ làm chức thay có máy biến áp khác sửa chữa máy biến áp chọn loại với máy biến áp cấp I V.3 Chọn máy biến áp tự dùng cấp II: Các máy biến áp tự dùng cấp II Btd5, Btd6, Btd7, Btd8, dùng để cung cấp cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V chiếu sáng Công suất loại phụ tải thường nhỏ nên công suất máy biến áp thường chọn loại có công suất từ 630-1000 KVA loại lớn thường không chấp nhận giá thành lớn dòng ngắn mạch phía thứ cấp lớn Công suất máy biến áp tự dùng cấp II chọn sau: SđmB ≥ (15 ÷ 20)% SđmB cap SđmB ≥ 15 6300 100 = 945 KVA Tra bảng chọn loại máy biến áp ABB có thông số: ( Bảng phụ lục III.2.Tr140.[1]) Loạ i Sđm (KV Uđm cao Uđ m hạ (KV) ΔP (K ΔPN (K Un % 80 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN A) TM C ( KV) 100 W) 6,3 W) - - - - V.4 Chọn máy cắt phía mạch 6,3 KV: X X E N KV N + Tính toán dòng ngắn mạch N6 để chọn máy cắt mạch tự dùng 10,5 Theo kết tính ngắn mạch chương trước ta có: I’’N6 = 52,66 KA Tra bảng ta chọn máy cắt sau: ( Bảng phụ lục V.I.Tr 232.[1]) Loại máy cắt MГ-105000 KV Uđm Iđm Icđm Iiđđ KV A KA KA 10 5600 63 170 + Tính toán dòng ngắn mạch N7 để chọn máy cắt mạch tự dùng 6,3 Điện kháng hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N7 là: XHTΣ = I cb = I N'' 100 × 10,5 = 100 × 10,5 × 52,66 = 0,104 = Điện kháng máy biến áp cấp XB1 = U n % S cb 100 × = × = 0,793 100 S dmB 100 6,3 ⇒ XΣ = XHTΣ + XB1 = 0,104 + 0,793 = 0,897 = Dòng ngắn mạch siêu độ thành phần chu kỳ N7 I’’N7 = I cb = X ∑ 100 × 6,3 × 0,897 = 10,22 KA Căn vào dòng ngắn mạch N7 ta chọn loại máy cắt 8DA-10 có thông số kỹ thuật: : ( Bảng phụ lục V.V.Tr 237.[1]) 81 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Loại máy cắt Uđm Iđm Icđm Iiđđ KV A KA KA 8DA10 7,2 3150 40 110 V.5 Chọn Ap-to-mat cho phụ tải tự dùng cấp 0,4 KV: Ap-to-mat chọn theo điều kiện Uđm ≥ Uđm mạng = 0,4 (KV) Iđm ≥ I lvmax I cắt đm ≥ I’’N IđmAp-to-mat =IđmBTự dùngcấp = 1000 0,4 = 1443,375 A Để chọn dòng cắt định mức ap-to-mat ta tính ngắn mạch 0,4 KV Lúc coi MBA tự dùng cấp II nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch Ta có sơ đồ thay thế: R X 0, 6, N 2 U n % U dm ΔPN U dm ZB = RB + jXB = 104 10 + j Sdm Sdm ZB = 13 × 0,4 × 0,4 + J 10 10 =2,08 + j 1000 1000 ZB = 2,08 + = 8,26 (mΩ) • Dòng ngắn mạch N8 là: I”N8= U TB 3.Z B = 400 3.8,62 = 27,958 KA 82 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Căn vào điều kiện chọn Ap-to-mat kết tính ngắn mạch ta chọn Ap-to-mat hãng MelinGerin chế tạo, loại M12 có thông số sau: Loại Uđm(V) Iđm(A) Số cực M12 690 1250 3-4 IcắtN (KA) 40 SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG T 4 MHC 6 kV A BB kV 83 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS Nguyễn Hữu Khái - Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội - 2004 TS Phạm Văn Hoà - Ngán mạch đứt dây hệ thống điện NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội - 2004 84 [...]... tư cho thiết bị phân phối: Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phương án ta thấy về cơ bản sơ đồ là giống nhau, chỉ khác nhau về số lượng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu tư cho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện ở các cấp điện áp 32 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN • Cấp điện áp 220KV gồm 5 mạch máy cắt FA245-40 có giá là 80 10 USD /1mạch 3 • Cấp điện áp... tư cho thiết bị phân phối: Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phương án ta thấy về cơ bản sơ đồ là giống nhau, chỉ khác nhau về số lượng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu 34 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN tư cho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện ở các cấp điện áp • Cấp điện áp 220KV gồm 6 mạch máy cắt FA245-40 có giá là 80 10 USD /1mạch 3 • Cấp điện áp...ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG II CHỌN MÁY BIẾN ÁP TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG II.1 Chọn 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 lần tổng công suất các máy phát điện Chọn MBA trong nhà máy điện là loại, số lượng, công suất định mức và hệ... KWh _ Của phương án 1 Vậy xét về mặt tổn thất điện năng thì phương án I tốt hơn phương án II Tuy nhiên để đánh giá chọn được phương án tối ưu ta phải tính toán kinh tế kĩ thuật thì mới chọn được phương án cụ thể 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG III SO SÁNH KINH TẾ, KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Việc quyết định chọn một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt kinh... hai phương án để so sánh kinh tế tìm ra phương án tối ưu III.2 SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT LỰA 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 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Về mặt kinh tế khi tính vốn đầu tư của 1 phương án , chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị,... ⇒ (Thoả mãn ) Nhận xét: • Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép Vậy các máy biến áp đã chọn trong phương án II thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thường và khi sự cố 20 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN II.2 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng I Phương án I: 1 Máy biến áp ghép bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây: * Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần... thất điện năng trong các máy biến áp của phương án 1 là: 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ΔAΣ = ΔAB1+ΔAB2+ΔAB3+ΔAB4 = 2 1527,81.103 + 2.2568,19.103 ΔAΣ = 8192.103 KWh 2 Phương án II 1 Máy biến áp ghép bộ máy phát điện -máy biến áp hai cuộn dây: Kết quả như PAI ΔAB4= 2568,19.103 kWh ⇒ ΔAB1 = ΔP0 t + ΔPN ( Tương tự: ΔAB1 = [ 80 + 320.( Sb 2 ) t S dmB 69 2 3 ) ].8760 = 2786,12.10 kWh 80 2 Máy. .. vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối cho từng phương án phải chọn sơ bộ loại máy cắt Để chọn sơ bộ loại máy cắt ta phải tính dòng cưỡng bức cho từng cấp điện áp III.1 XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC CƯỠNG BỨC III.1.1 Xác định dòng điện làm việc cưỡng bức phương án 1 220KV B1 B2 ~ ~ F1 F2 110KV B3 B4 ~ ~ F3 F4 - Cấp điện áp 220 KV 25 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Phụ tải cực đại của... tinh toán của phương án i (đồng ) • Pi : Phí tổn vận hành hàng năm của phương án i ( đồng/năm ) • Vi : Vốn đầu tư của phương án i ( đồng ) • Yi : Thiệt hại do mất điện gây ra của phương án i ( đồng/năm ) • ađm : Hệ số định mức của hiệu quả kinh tế = 0,15 ( 1/năm ) Ở đây các phương án giống nhau về máy phát điện Do đó vốn đầu tư được tính là tiền mua, vận chuyển và xây lắp các máy biến áp và thiết bị... một máy phát (F1 hoặc F2) B1 SqB SqK B2 ~ 1/2Sdp1 1/2Sdp F2 1 1/4Std 1 1 SquaB = (SđmF - Sđp - Std) = (75 -15,75 - 24) = 26,62 MVA 2 4 2 4 Lúc này SquaK là: SquaK = SqB + 1 1 sđp = 26,62 + 15,75 = 34,5 MVA 2 2 Vậy dòng qua kháng được xét khi sự cố một máy biến áp B1 hoặc B2 Icb = S qk 3U dm = 50,88 = 2,8 KA 3 × 10,5 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN • Chọn kháng điện phân đoạn Chọn kháng điện