Đồ án môn học Nhà máy điện Đồ án môn học nhà máy điện - 1 - CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Với đề tài thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất: 200 MW, trong chương này ta phải thực hiện các vấn đề sau: I I . . / / C C H H Ọ Ọ N N M M Á Á Y Y P P H H Á Á T T Đ Đ I I Ệ Ệ N N V V À À C C Â Â N N B B Ằ Ằ N N G G C C Ô Ô N N G G S S U U Ấ Ấ T T 1)Chọn máy phát điện. Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện gồm có 4 tổ máy phát công suất mỗi máy là 50 MW. Với các số liệu ban đầu đã cho của mỗi tổ máy là: P = 50 MW ; U F = 10,5 kV ; Cos φ = 0,8. Ta có thể dễ dàng tính toán được các thông số của máy phát như sau: - Công suất biểu kiến: S = )(5,62 8,0 50 MVA Cos P == ϕ - Điện kháng ngắn mạch (tính đến thanh cái hệ thống nối với đường dây)=0,56. - Dòng điện định mức: ).(43,3 5,10.3 5,62 3 kA U S I F dm dm === Do đó ta có thể chọn máy phát điện với các thông số cho ở bảng sau: Bảng 1.1 K K Í Í H H I I Ệ Ệ U U S S đ đ m m M M V V A A P P đ đ m m ( ( M M W W ) ) c c o o s s ϕ ϕ đ đ m m U U đ đ m m ( ( k k V V ) ) I I đ đ m m ( ( k k A A ) ) X X ’ ’ d d X X d d ’ ’ ’ ’ X X d d TB-50-2 6 6 2 2 , , 5 5 5 5 0 0 0 0 , , 8 8 1 1 0 0 , , 5 5 3 3 , , 4 4 3 3 0 0 , , 3 3 0 0 , , 1 1 3 3 5 5 1 1 , , 8 8 4 4 2) Tính toán phụ tải và cân bằng công suất. 2.1) Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát. Phụ tải cấp điện áp máy phát: U F = 10,5 kV P max· = 19 MW và Cosφ=0,8. ỏn mụn hc nh mỏy in - 2 - p dng cỏc cụng thc: max . 100 % )( P P tP = ; Cos tP tS )( )( = Ta cú bng tng kt sau: Bng 2 TG(h) Cụng sut 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P(%) 55 85 90 100 65 P (MW) 10,45 16,15 17,10 19 12,35 S (MVA) 13,06 20,18 21,37 23,75 15,44 Da vo bng trờn ta cú th v c biu ph ti cp mỏy phỏt in ỏp: 2.2) Tớnh toỏn ph ti phớa trung ỏp Ph ti phớa trung ỏp cú: U t = 110 kV , P maxã = 80 MW v cos=0,8. tớnh toỏn v lp biu ph ti phớa trung ỏp ta ỏp dng cỏc cụng thc sau: S(MVA) t(h) 0 6 10 14 18 24 13,06 20,18 21,37 23,75 15.44 Hình 1.1 Đ ồ thị phụ tải cấp điện á p má y phá t Đồ án môn học nhà máy điện - 3 - max . 100 % )( P P tP = ; ϕ Cos tP tS )( )( = Bảng 1.3 TG(h) Công suất 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24 P(%) 75 80 100 85 75 P (MW) 60 64 80 68 60 S (MVA) 75 80 100 85 75 S(MVA) 100 85 75 80 75 0 4 10 14 18 24 t(h) Hình 1.2 : Đồ thị phụ tải cấp trung áp 2.3) Tính công suất phát và phụ tải của toàn Nhà Máy Điện Theo số liệu ban đầu: Nhà máy co 4 tổ máy,công suất mỗi tổ là 50 MW do đó công suất phát của toàn nhà máy: P max =4 x50= 200(MW) với Cosϕ = 0,8 → S )(250 8,0 200 MVA NM == Để tính phụ tải của nhà máy ta sử dụng các công thức sau: max 100 % )( P P tP = ; ϕ Cos tP tS )( )( = Ta có bảng ghi lại kết quả tính toán sau: Đồ án môn học nhà máy điện - 4 - Bảng 1.4 t(h) Công suất 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24 P% 75 85 100 90 75 P(t) MW 150 170 200 180 150 S(t) MVA 187,5 212,5 250 225 187,5 S(MVA) 250 225 212,5 187,5 187,5 t(h) 0 8 12 14 20 24 Hình 1.3 : Đồ thị phụ tải toàn nhà máy. 2.4) Tính công suất tự dùng của nhà máy. Theo yêu cầu nhà máy nhiệt điện thiết kế điện tự dùng chiếm 8% công suất định mức của nhà máy.(α = 8%). Chúng ta có thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy tại các thời điểm theo công thức sau : ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ += NM NM S tS StStd )( 6,04,0.)( α Với: S td (t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA) S NM : Công suất đặt của toàn nhà máy (MVA) S(t) : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t (MVA) α: Số phần trăm lượng điện tự dùng(%). Với các số liệu ta có thể dễ dàng tính được các kết quả sau: Đồ án môn học nhà máy điện - 5 - Bảng 1.5 t(h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 – 24 S(t) NM MVA 187,5 212,5 250 225 187,5 Std(t) MVA 17 18,2 20 18,8 17 Std(MVA) 20 18,2 18,8 17 17 t(h) 0 8 12 14 20 24 Hình 1.4 : Đồ thị công suất tự dùng toàn nhà máy. 2.5) Tính công suất phát về hệ thống.(220 kV) Công suất toàn nhà máy phát ra cung cấp cho các phụ tải còn thừa sẽ được đưa lên hệ thống qua đường dây kép do tổn thất công suất ΔS trên nhà máy coi là nhỏ (bỏ qua). Công thức tính công suất phát lên hệ thống được tính theo công thức: S HT (t) = S NM (t) - {S TD (t) + S UF (t) + S T (t)}. Dựa vào các bảng công suất các phụ tải đã tính ở các mục trên ta lập bảng cân bằng công suất cho toàn nhà máy: Bảng 1.6 t(h) CS 0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 -10 10-12 12-14 14-18 18-20 20- 4 S TD (t) 17 17 17 18,2 18,2 20 18,8 18,8 17 S UF (t) 13,06 13,06 20,18 20,18 21,37 21,37 23,75 15,44 15,44 S T (t) 75 80 80 80 100 100 85 75 75 S NM (t) 187,5 187,5 187,5 212,5 212,5 250 225 225 187,5 Đồ án môn học nhà máy điện - 6 - S VHT (t) 82,44 77,44 70,32 94,12 72,93 108,6 97,45 115,7 80,06 Hình 1.5 : Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 2.6). Nhận xét: - Công suất đặt của nhà máy là:4x62,5=250 (MVA).Tổng công suất định mức của hệ thống là 2100 MVA tức là nhà máy đóng góp (250/2100)x100=11,9% trong tổng công suất của hệ thống. - Phụ tải địa phương bao gồm cả đường dây kép và đơn do đó phụ tải có cả loại I và loại III còn công suất chiếm khoảng : (23,75/2x62,5)x100%=19%>15% công suất phát ra của 1máy phát tương đối lớn nên cần đặt thanh góp điện áp máy phát. Qua đó ta thấy phụ t ải địa phương (cấp điện áp máy phát) trong đồ án tương đối quan trọng. S(MVA) t(h) Snm(t) Svht(t) Std(t) S uf (t) 0 4 6 810 12 14 18 2420 82,44 77,44 70,32 94,12 72,93 108,6 97,45 115,7 80,06 Đồ án môn học nhà máy điện - 7 - - Phụ tải bên trung chiếm phần lớn công suất nhà máy (Stmax=100 MVA; S TMin =75( MVA) có 1 lộ dây kép và 4 lộ dây đơn nghĩa là có cả phụ tải loại I, do đó việc đảm bảo cấp điện cho phụ tải này là rất quang trọng. -Dự trữ quay của hệ thống là:15%x2100(MVA) =315(MVA) lớn hơn công suất lớn nhất mà nhà máy phát vào hệ thống là S VHT max = 115,7(MVA) nên nhà máy thiết kế là không ảnh hưởng nhiều trong việc ổn định cấp điện cho phụ tải trong hệ thống. Đồ án môn học nhà máy điện - 8 - CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐIỆN Chọn sơ đồ nối điện chính là một khâu quan trọng. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phương trình 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 điện áp chúng ta vạch ra các phương án nối điện có thể có của nhà máy điện. Theo kết quả tính toán chương I ta có: +Phụ tải cấp điện áp máy phát: S UFmax = 23,75 (MVA). S UFmin = 13,06 (MVA). +Phụ tải trung áp: S Tmax = 100 (MVA). S Tmin = 75 (MVA). + Phụ tải phát vào hệ thống: S VHTmax = 108,6(MVA). S VHTmin = 70,32 (MVA). Mặt khác ta đã có nhận xét và các nguyên tắc để xây dựng các phương án: 1) Công suất dự trữ của hệ thống: S DTquay =15%.S HT = 0,15.2100 = 315 (MVA). 2) Phụ tải địa phương chiếm khoảng (%)19100. 5,622 75,23 max == xS S Fdm UF .(19%>15%). Nên ta phải dùng thanh góp điện áp máy phát và khi đó ghép số lượng máy phát lên thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một máy phát công suất lớn nhát bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo công suất cho địa phương và tự dùng của chúng. Đồ án môn học nhà máy điện - 9 - 3) Vì công suất một bộ máy phát điện _ máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ thống nên ta dùng sơ đồ bộ một máy phát điện _ một máy biến áp. 4) Do trung tính của cấp điện áp cao 220 kV và trung áp 110 kV được trực tiếp nối đất và hệ số có lợi: 5,0 220 110220 = − =α Nên ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp điện áp. 5) Phụ tải trung áp: S Tmax = 100 MVA. S Tmin = 75MVA. Do vậy có thể ghép một bộ hoặc hai bộ máy phát điện _ máy biến áp hai dây cuốn lên thanh góp trung áp (110 kV). -Từ các nhận xét trên ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy thiết kế: 1.1) Phương án 1. Nhận xét: Phương án này có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp,công suất hai máy biến áp tự ngẫu có dung lượng nhỏ. 1.2) Phương án 2 . ∼ ∼ ∼ ∼ B 4 B 3 B 2 B 1 F 4 F 3 F 2 F 1 220KV 110KV Vht [...]... (MWh) * Máy biến áp tự ngẫu ΔPN.C = 0,5.(ΔPN.C-T + ΔPN.C -H - ΔPN.T -H ) = 0,5.(290+ 145 - 145 ) = 145 0,5 2 0,5 2 α2 α2 (kW) ΔPN.T = 0,5.(ΔPN.C-T + ΔPN.T -H - ΔPN.C -H ) = 0,5.(290+ 145 - 145 ) = 145 0,5 2 0,5 2 α2 α2 (kW) - 20 - Đồ án môn học nhà máy điện ΔPN.H = 0,5.( ΔPN.C -H + ΔPN.T -H - ΔPN.C-T) = 0,5.( 145 + 145 -2 90) = 435 (kW) 0,5 2 0,5 2 α2 α2 Từ đó ta có bảng tổn thất điện năng trong máy biến... - 11) 100 = 0,356 2.100 0,5 0,5 125 - Điện kháng máy phát X6 = X7 = X8 = X9 = XF = X’’d S cb = 0,135 x 100 = 0,216 62,5 S dmF - Điện kháng của kháng điện X10 = XK = X K % × 100 S cb 3U dm I dmK = 12 100 = 0,264 × 100 3.10,5.2,5 - Điện kháng của máy biến áp hai dây cuốn X11=X12= XB = U n % × Scb = 10,5 × 100 = 0,167 100 Sơ đồ thay thế của mạch : S dmB 100 × 63 Hình 3.2 - 30 - Đồ án môn học nhà máy điện. .. phía cao áp máy biến áp.(220 kV) Icb2 : Dòng bên phía trung áp máy biến áp.(110 kV) Icb3 : Dòng qua kháng (10,5 kV) Icb4: Dòng của máy phát (10,5 kV) + Qua kết quả dòng qua kháng của 2 phương án → Chọn kháng điện đơn bê tông có cuộn dây bằng nhôm 10 kV cho 2 phương án với các thông số sau: Bảng 2.9 - 27 - Đồ án môn học nhà máy điện Phương án Loại kháng Uđm (kV) Iđm (A) Xkđm % I PbA-1 0-2 50 0-1 2 10 2500... dây và MBA tự ngẫu với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 2.1 Cấp điện áp Sđm Điện áp cuộn dây (MVA) Loại (kV) (kV) C T H Tổn thất Po UN % (kW) PN Io % C-T C-H T-H A 110 Тдц 63 115 220 AТдцтH 125 230 121 - C-T C-H T-H 10,5 59 - 245 - - 10,5 - 0,6 11 75 290 145 145 11 31 19 0,6 1.3) Kiểm tra khả năng quá tải của MBA - 12 - Đồ án môn học nhà máy điện 1.3.1) Xét phân bố công suất cho các MBA trong trường hợp... 10,5 (kV) - Dòng điện cơ bản ở cấp điện áp 10,5 kV Icb1 = S cb 3U cb3 100 = 3 × 10,5 = 5,5 (kA) - Dòng điện cơ bản cấp điện áp 110 kV Icb2 = S cb 3U cb 2 100 = 3 ×115 = 0,5 (kA) - Dòng điện cơ bản cấp điện áp 220 kV Icb3 = S cb 3U cb3 = 100 3 × 230 = 0,25 (kA) 4.2).Chọn các điểm tính toán ngắn mạch - 28 - Đồ án môn học nhà máy điện Khi lập sơ đồ để tính dòng ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện, cần chọn... trong máy biến áp tự ngẫu: Bảng 2.7 - 21 - Đồ án môn học nhà máy điện T(h) 0-4 4-6 6-8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 – 20 20 - 24 Δ Ai 100413 49394,6 42392,6 67848,8 63781,5 111195 154682 90641,9 95545,1 Từ đó ta có: ΣΔAi = 775894,5 (kWh) ΔATN = 2xΣΔAi + 2xΔP0.T = 2x775894,5 + 2x85x8760 = 3040989 (KWh) ≈ 3040,99 (MWh) Như vậy tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp của phương án 2... sau): - Icb qua kháng điện được xác định từ hai trường hợp sự cố sau: *) Trường hợp 1: Sự cố máy phát F1 B2 B1 K2 K1 F2 S S TD3 TD2 F3 SquaBA = 1 (2SđmF- 1 Std - Sđp) = 1 (2x62,5 - 1 20 - 23,75) = 45,625 (MVA) 2 2 2 2 Vậy công suất qua kháng là: SquaK1 = Squa BA + Sđp1 = 45,625 + 5 = 51,875 (MVA) 0,8 - 26 - Đồ án môn học nhà máy điện *)Trường hợp 2: +Sự cố máy biến áp B2: SquaK1 = k qtSC.α.SđmB- { SđmF1... thống bảng phân bố công suất cho các cuộn dây của 1 MBA liên lạc: Bảng 2.2 Loại máy biến Công áp suất Thời gian (h) 0-4 4-6 6 - 8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 18 18 - 20 20 - 24 (MVA) SPC Tự ngẫu S PT S PH 41,22 38,72 35,16 47,06 36,46 -2 0 -1 7,5 -1 7,5 -1 7,5 -7 ,5 21,22 21,22 17,66 29,56 28,96 54,3 48,73 57,85 40,03 -7 ,5 -1 5 -2 0 -2 0 46,8 33,73 37,85 20,03 Nhận xét: Qua bảng phân bố công suất ta thấy chế độ... ta tính điện kháng theo các công thức sau: • Điện kháng cuộn cao X2=X3= XC = = C−H % U N T −H % 1 (U C-T + U N ) S cb N S dmTN 2.100 α α 1 (11 + 31 - 19 ) 100 = 0,14 2.100 0,5 0,5 125 - Điện kháng cuộn trung XT = = T −H C−H % - UN % ) S cb 1 (U C-T + U N N 2.100 α α S dmTN 1 (11 + 19 - 31 ) 100 = - 0,052 < 0 → X = 0 T 2.100 0,5 0,5 125 - Điện kháng cuộn hạ X4=X5= XH = = C −H T −H % + UN % - U C-T) S... N'4 F1 F3 F2 - 29 - F4 Đồ án môn học nhà máy điện Hình 3.1 4.3.2).Tính điện kháng trong thay thế cho các phần tử - Điện kháng của hệ thống là XHT = XHTdm* S cb = 0,56 100 = 0,0267 S NHT 2100 Xdây = X0.L S cb = 0,4x110x 100 2 2.U cb 2.230 2 = 0,0416 X1 = X HT + Xd = 0,0267 + 0,0416 = 0,0683 - Điện kháng của MBA TN (B1, B2).Giả thiết các giá trị điện áp ngắn mạch vẫn là đại lượng tính toán chưa hiệu chỉnh . Đồ án môn học Nhà máy điện Đồ án môn học nhà máy điện - 1 - CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Với đề tài thiết kế phần điện nhà máy. 40,03 S PT -2 0 -1 7,5 -1 7,5 -1 7,5 -7 ,5 -7 ,5 -1 5 -2 0 -2 0 S PH 21,22 21,22 17,66 29,56 28,96 46,8 33,73 37,85 20,03 Đồ án môn học nhà máy điện - 14 - 2.K qt