Đề tài Thiết kế phần điện nhà máy điện gồm 5 tổ máy 63MW cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, điện áp trung 110KV và phát công suất thừa lên hệ thống 220KV
Thiết kế phần điện nhà máy điện gồm 5 tổ máy 63MW cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, điện áp trung 110KV và phát công suất thừa lên hệ thống 220KV
Mục lục
Mục Trang
Mở đầu . 1
Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
Chương 1
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
( 3 8 )
1.1. Chọn máy phát điện . .3
1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất . 3
1.2.1. Cấp điện áp máy phát . .3
1.2.2. Cấp điện áp trung(110kV) . .4
1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy . 5
1.2.4. Tự dùng của nhà máy điện . 6
1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống .6
1.3. Nhận xét chung . 8
Chương 2
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện
( 9 21 )
2.1. Đề xuất phương án . . 9
2.2. Chọn máy biến áp .12
2.2.1. Chọn máy biến áp cho nhà máy điện . 12
2.2.1.1. Phương án 1 . 12
2.2.1.2. Phương án 2 . 13
2.2.2. Kiểm tra khả năng mang tải của máy biến áp . 13
2.2.2.1. Phương án 1 . 13
2.2.2.2. Phương án 2 . 14
2.2.3. Tính dòng công suất phân phối cho các máy biến áp và các cuộn dây
máy biến áp . 15
2.2.3.1. Phương án 1 . 15
2.2.3.2. Phương án 2 . 16
2.3. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp 17
2.3.1. Phương án 1. . 17
2.3.1.1. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây . . 17
2.3.1.2. Máy biến áp tự ngẫu 18
2.3.2. Phương án 2. . 18
2.3.2.1. Máy biến áp ba pha hai cuộn dây . . 18
2.3.2.2. Máy biến áp tự ngẫu 18
2.4. Tính dòng điện cưỡng bức và dòng điện làm việc bình thường .19
2.4.1. Phương án 1. . 19
2.4.1.1. Các mạch phía 220 kV . .19
2.4.1.2. Các mạch phía 110 kV 19
2.4.1.3. Các mạch phía 18 kV . . 20
2.4.2. Phương án 2. . 20
2.4.2.1. Các mạch phía 220 kV . . 20
2.4.2.2. Các mạch phía 110 kV 20
2.4.2.3. Các mạch phía 18 kV . . 21
Chương 3
Tính toán dòng điện ngắn mạch
( 22 38 )
3.1. Xác định các đại lượng tính toán trong hệ đơn vị tương đối cơ bản 22
3.2. Tính giá trị dòng điện ngắn mạch tại từng thời điểm theo
đường cong tính toán . 23
3.2.1. Phương án 1. . 23
3.2.1.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế 23
3.2.1.2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch tính toán 24
3.2.2. Phương án 2. . 31
3.2.2.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế 31
3.2.2.2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch tính toán 31
Chương 4
So sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án - chọn phương án tối ưu
( 39 45 )
4.1. Phương pháp đánh giá hiệu qủa các phương án .39
4.2. Tính toán các phương án để chọn phương án tối ưu .40
4.2.1. Phương án 1 . 40
4.2.1.1. Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối . 40
4.2.1.2. Tính chi phí tính toán 41
4.2.2. Phương án 2 . 43
4.2.2.1. Chọn sơ đồ nối điện và thiết bị phân phối . 43
4.2.2.2. Tính chi phí tính toán 44
4.2.3. So sánh các phương án để chọn phương án tối ưu .45
Chương 5
Lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện
( 46 64 )
5.1. Chọn máy cắt điện và dao cách ly .46
5.2. Chọn dây dẫn và thanh góp mềm 47
5.2.1. Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm .47
5.2.2. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch 48
5.2.3. Kiểm tra điều kiện vầng quang 50
5.3. Chọn sứ đỡ và thanh dẫn . 52
5.3.1. Chọn tiết diện .52
5.3.2. Kiểm tra ổn định động 53
5.3.3. Chọn sứ đỡ thanh dẫn .54
5.4. Chọn biến điện áp và biến dòng điện 55
5.4.1. Cấp điện áp 220 kV . 55
5.4.2. Cấp điện áp 110 kV . 55
5.4.3. Mạch máy phát 56
5.5. Chọn máy biến áp phụ tải điện áp máy phát và máy cắt hợp bộ . 59
5.6. Chọn cáp . 62
5.7. Chọn chống sét van . . 64
Chương 6
chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng
( 65 68 )
6.1. Chọn máy biến áp cấp một 65
6.2. Chọn máy biến áp cấp hai. 65
6.3. Chọn máy cắt hợp bộ .65
Lời nói đầu
Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát là rất rộng lớn, là vô tận. Tuy nhiên nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác phổ biến hiện nay đang ngày càng trở lên khan hiếm và trở thành một vấn đề lớn trên thế giới. Đó là bởi vì để có năng lượng dùng ở các hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác, chế biến, vận chuyển và phân phối. Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí về tài chính, kỹ thuật và các rằng buộc xã hội. Hiệu suất các công đoạn kể từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối nói chung là thấp. Vì vậy đề ra, lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng lượng từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất là một nhu cầu và cũng là nhiêm vụ của con người.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các nhà máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó các nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như than, dầu, khí đốt, thuỷ năng, . thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt điện không còn chiếm tỷ trọng lớn như thập kỷ 80. Tuy nhiên với thế mạnh nguồn nguyên nhiên liệu như ở nước ta, tính chất phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện, . thì việc củng cố và xây dựng mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu đối với giai đoạn phát triển hiện nay.
Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và tính toán chế độ nhiệt của máy biến áp ứng với đồ thị phụ tải hai bậc không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành hệ thống điện trước khi thâm nhập vào thực tế.
Trong nội dung bản đồ án này do kiến thức còn hạn chế do đó chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy chỉ bảo thêm.
Em xin chân thành cảm ơn
10 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3106 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Thiết kế phần điện nhà máy điện gồm 5 tổ máy 63MW cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, điện áp trung 110KV và phát công suất thừa lên hệ thống 220KV, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch¬ng 1
Chän m¸y ph¸t ®iÖn
tÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt
I.Chän m¸y ph¸t ®iÖn
Theo nhiÖm vô thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn gåm 5 tæ m¸y cã c«ng suÊt mçi tæ m¸y
lµ 63 MW.
Ta chän m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé tua bin h¬i cã c¸c th«ng sè sau :
Lo¹i m¸y
S
(MVA)
P (MW)
U
(KV)
I
(KA)
Cosj
X’’d
X’d
Xd
TB-63
78,75
63
10,5
4,33
0,8
0,153
0,224
2,199
II. TÝnh to¸n phô t¶i vµ c©n b»ng c«ng suÊt
Tõ b¶ng biÕn thiªn phô t¶i ta x©y dùng ®å thÞ phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p
P(t) = ®m
S(t) = P®m
• P(t) : C«ng suÊt t¸c dông cña phô t¶i t¹ thêi ®iÓm t
• S(t) : C«ng suÊt biÓu kiÕn cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t
• Cosj : HÖ sè c«ng suÊt phô t¶i
1.Phô t¶i ®Þa ph¬ng
• U®m = 10,5 KV
• P®m = 24 MW
• Cosj = 0,87
¸p dông c«ng thøc :
P®p(t) = max
S®p(t) =
B¶ng biÕn thiªn phô t¶i ®Þa ph¬ng :
T(h)
0-7
7-14
14-20
20-24
P%
70
100
90
80
S(t)(MVA)
19,310
27,586
24,827
22,069
19.31
7
14
20
24
27.586
24.827
0
22.069
§å thÞ phô t¶i ®Þa ph¬ng:
2.Phô t¶i trung ¸p
• U®m = 110 KV
• Pmax = 140 MW
• Cosj = 0,86
¸p dông c«ng thøc :
PT(t) = max
ST(t) =
B¶ng biÕn thiªn phô t¶i trung ¸p
T(h)
0-8
8-14
14-20
20-24
P(%)
70
85
100
75
S(t)(MVA)
113,95
138,372
162,791
122,093
Tõ b¶ng biÕn thiªn phô t¶i trung ¸p ta cã:
§å thÞ phô t¶i trung ¸p
8
0
14
20
24
113,95
122,093
138,372
162,791
3.Phô t¶i toµn nhµ m¸y
• U®m = 10,5KV
• P®m = 63 MW
• Cosj = 0,8
Ta còng cã:
PNM(t) = max
SNM(t) =
B¶ng biÕn thiªn phô t¶i nhµ m¸y :
T(h)
0-8
8-14
14-20
20-24
P(%)
70
90
100
80
S(t)(MVA)
295,312
354,375
393,75
315
Tõ b¶ng biÕn thiªn phô t¶i toµn nhµ m¸y ta x©y dùng ®å thÞ phô t¶i c«ng suÊt ph¸t toµn nhµ m¸y:
§å thÞ phô t¶i nhµ m¸y
0 8 14 20 24
295,312
354,375
393,75
315
4. Phô t¶i tù dïng
Mét c¸ch tÝnh gÇn ®óng ta x¸c ®Þnh phô t¶i tù dïng nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn theo c«ng thøc sau:
Std(t) =STD.(0,4 + 0,6.)
STD =
• Std(t) : C«ng suÊt tù dïng t¹i thêi ®iÓm t (MVA)
• SNM : C«ng suÊt ®Æt cña toµn nhµ m¸y (MVA)
• S(t) : C«ng suÊt ph¸t ra cña nhµ m¸y t¹i thêi ®iÓm t (MVA)
• : PhÇn tr¨m lîng ®iÖn tù dïng
B¶ng biÕn thiªn phô t¶i tù dïng :
T(h)
0-8
8-14
14-20
20-24
S(t)(MVA)
26,775
29,61
31,5
27,72
Tõ b¶ng biÕn thiªn phô t¶i cho tù dïng ta x©y dùng ®å thÞ phô t¶i cho tù dïng nh sau:
§å thÞ phô t¶i cho tù dïng
26,775
29,61
31,5
27,72
8
14
20
24
5. C«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng:
Trong tÝnh to¸n s¬ bé ®Ó cho ®¬n gi¶n ho¸ ta cã thÓ bá qua tæn thÊt c«ng suÊt trong M¸y BiÕn ¸p khi ®ã:
SHT (t)=SNM (t) - ( S®p(t)+ Std(t)+ ST(t))
Tõ ®ã ta tÝnh ®îc biÕn thiªn c«ng suÊt ph¸t vÒ hÖ thèng
Ta tiÕn hµnh x©y dùng b¶ng c©n b»ng c«ng suÊt ph¸t cho c¶ nhµ m¸y dùa trªn sè liÖu vÒ c«ng suÊt cña c¸c phô t¶i.
B¶ng c©n b»ng c«ng suÊt toµn bé hÖ thèng:
T(h)
0-7
7-8
8-14
14-20
20-24
SNM(MVA)
295,312
295,312
354,375
393,75
315
Sdf(MVA)
19,310
27,586
27,586
24,827
22,069
ST(MVA)
113,95
113,95
138,372
162,791
122,093
Std(MVA)
26,775
26,775
29,61
31,5
27,72
SHT(MVA)
135,277
127,001
158,807
174,632
143,118
Ch¬ng2
X¸c ®Þnh c¸c ph¬ng ¸n nèi ®iÖn
C¨n cø vµo chØ tiªu thiÕt kÕ cña nhµ m¸y ta x¸c ®Þnh c¸c ph¬ng ¸n nèi ®iÖn chÝnh cho Nhµ m¸y nh sau
Theo ch¬ng 1 ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n sau :
Phô t¶i ®Þa ph¬ng
Sè ®êng d©y:
6 kÐpx4MWx1,5Km
Smax = 27,586 MVA
Smin = 19,310 MVA
Phô t¶i trung ¸p
Sè ®êng d©y
4kÐp x 40MW
STmax = 162,791 MVA
S Tmin = 113,95 MVA
Phô t¶i tù dïng
Stdmax = 31,5 MVA
Stdmin = 26,775 MVA
Phô t¶i ph¸t vµo hÖ thèng
SHTtmax = 174,632 MVA
SHTtmin = 127,001 MVA
Chän s¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh cña nhµ m¸y lµ 1 kh©u quan träng trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ nhµ m¸y ®iÖn . C¸c ph¬ng ¸n v¹ch ra kh«ng nh÷ng ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn liªn tôc cho c¸c hé tiªu thô mµ cßn vËn hµnh sao cho ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ
• Ta cã c«ng suÊt dù tr÷ quay cña hÖ thèng 312 MVA lín c«ng suÊt cña bé
MF§-MBA nªn ta dïng s¬ ®å bé m¸y ph¸t ®iÖn m¸y biÕn ¸p
• V× ta cã PUf = 13 MW chiÕm kho¶ng 26% PG®m sè ®êng d©y cung cÊp cho phô t¶i ®Þa ph¬ng nhiÒu do vËy ta ph¶i sö dông thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t
• Sè lîng m¸y ph¸t ghÐp vµo thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t sao cho khi cã 1 m¸y ph¸t ®iÖn ngõng lµm viÖc th× m¸y ph¸t cßn l¹i ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i ®Þa ph¬ng vµ tù dïng cña nhµ m¸y
• V× trung tÝnh cña líi ®iÖn 220KV vµ 110KV lµ líi trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt nªn ®Ó liªn l¹c gi÷a 3 cÊp ®iÖn ¸p ta dïng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã:
a =
-M¸y BiÕn ¸p liªn l¹c chän lo¹i cã ®iÒu ¸p díi t¶i
• Phô t¶i STmin = 113,95 MVA lín h¬n c«ng suÊt 1bé MF§- MBA do vËy ta cã thÓ gÐp 1 ®Õn 2 bé MF§- MBA ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ trong vËn hµnh còng nh viÖc chän m¸y biÕn ¸p
* M¸y biÕn ¸p liªn l¹c lµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu nªn kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn vÒ liªn l¹c c«ng suÊt gi÷a bªn trung vµ bªn cao khi STmin
• Trªn c¬ së nh÷ng nhËn xÐt trªn ta v¹ch c¸c ph¬ng ¸n nèi d©y cña nhµ m¸y
1.Ph¬ng ¸n I
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
220KV
110KV
B1
B3
B2
B4
F1
F2
F3
F4
HT
===+++~~~~¯
B5
F5
NhËn xÐt:
Ph¬ng ¸n ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p, khi bè trÝ tõng nguån vµ t¶i c©n xøng . Hai m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã dung lîng nhá nhng cã nhîc ®iÓm lµ khi phô t¶i trung ¸p cùc tiÓu th× sÏ cã 1 lîng c«ng suÊt ph¶i t¶i qua 2 lÇn m¸y biÕn ¸p lµm t¨ng tæn thÊt tuy nhiªn do m¸y biÕn ¸p liªn l¹c lµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu nªn ta cã thÓ bá qua nhîc ®iÓm nµy .
2.Ph¬ng ¸n II
Còng trªn c¬ së ph¬ng ¸n 1 nhng kh¸c lµ ta ®a 1 bé MF§- MBA 2d©y quÊn bªn trung ¸p sang bªn cao ¸p
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
F1
F2
F3
F4
B1
B2
B3
B4
220KV
110KV
HT
S¬ ®å ph¬ng ¸n
NhËn xÐt :
Ph¬ng ¸n nµy ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p . Nhng so víi ph¬ng ¸n 1 th× cã nhîc ®iÓm lµ m¸y biÕn ¸p phÝa cao ®¾t tiÒn h¬n vµ ph¶i sö dông ®Õn 3 loai m¸y biÕn ¸p nhng l¹i tr¸nh ®îc c«ng suÊt t¶i qua 2 lÇn m¸y biÕn ¸p khi phô t¶i trung ¸p cùc tiÓu.
3.Ph¬ng ¸n III
Nèi 3 m¸y trªn thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, chØ cÇn nèi 1 bé MF§-MBA bªn trung ¸p
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
B1
B2
B3
F4
F3
F2
F1
220KV
110KV
HT
===+++~~~~¯
B3
F5
NhËn xÐt :
Ph¬ng ¸n nµy ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p . Cã sè lîng m¸y biÕn ¸p gi¶m so víi c¸c ph¬ng ¸n tríc . Cã nhîc ®iÓm lµ thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn ¸p m¸y phøc t¹p , cã dßng cìng bøc qua kh¸ng lín cã thÓ kh«ng chän ®îc kh¸ng .
4.Ph¬ng ¸n IV
Ta gÐp c¶ 4 MF§ trªn thanh gãp ®iÖn ¸p m¸y ph¸t , dïng 2 bé MF§- MBA tù ngÉu cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i cao vµ trung ¸p
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
===+++~~~~¯
F1
F2
F3
F4
B1
B2
220KV
110KV
===+++~~~~¯
F5
NhËn xÐt :
Ph¬ng ¸n ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p . ¦u ®iÓm cña ph¬ng ¸n lµ chØ cã 2 m¸y biÕn ¸p nhng cã nhîc ®iÓm lµ cã dßng Icb qua kh¸ng rÊt lín cã thÓ kh«ng chän ®îc kh¸ng . Dßng ng¾n m¹ch ë cÊp 10 KV rÊt lín nªn chän c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ khã kh¨n , phøc t¹p. Tuy cã 2 m¸y biÕn ¸p song c«ng suÊt l¹i lín do ®ã tæn hao lín kh«ng kinh tÕ .
Tãm l¹i:
Qua nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ®Ó l¹i ph¬ng ¸n I vµ ph¬ng ¸n III ®Ó tÝnh to¸n, so s¸nh cô thÓ h¬n vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt nh»m chän ®îc s¬ ®å nèi ®iÖn tèi u cho nhµ m¸y ®iÖn.
