Lời nói đầu Điện năng là nguồn năng lợng không thể thiếu đợc của đời sống xã hội ngày nay , điện đến từng nhà, từng cơ quan, từng xí nghiệp, từ thành phố đến nông thôn, từ đồng bằng đến vùng sâu vùng xa. Có thể nói điện năng luôn sát cánh cùng với công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, bảo vệ tổ quốc. Giữ một vai trò quan trọng nh vậy nên nghành điện cần phải đợc sự quan tâm u đãi, đầu t của nhà nớc : Đó là đầu t về chất xám, đầu t về tài chính đầu t về nhân lực v.v. Hiểu rõ thực trạng nh vậy, chúng em những sinh viên nghành Hệ Thống Điện đã và đang tích luỹ những kiến thức cơ bản trong quá trình học tập tại nhà trờng, đấy chính là nền tảng là cơ sở để làm việc, công tác khi trở thành kĩ s sau này. Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng mà sinh viên cần phải hoàn thành tốt, nó giúp sinh viên cũng cố lại những kiến thức đã học. Với đề tài : Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện , bản đồ án của em đã đợc hoàn thành đúng thời hạn và khối lợng . Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học nhng do nhiều điều kiện khác nhau mà bản đồ án của em chắc chắn còn gặp những sai sót. Nên em rất mong đợc sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em đợc đầy đủ hơn. Em xin chân thành thầy giáo Lã Văn út, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án vừa qua. Sinh viên Nguyễn Trí Hiệu PHầN 1: Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi công suất 400mw. Chơng1: Chọn máy phát điện tính toán phụ tải Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 1 và cân bằng công suất. Khi tính toán thiết kế nhà máy điện thì điều đầu tiên cần chú ý đó là sự cân bằng công suất giữa lợng điện năng phát ra với lợng điện năng tiêu thụ và lợng điện năng tổn thất . Trong thực tế lợng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi . Vì vậy phải dùng phơng pháp thống kê dự báo lập nên sơ đồ phụ tải để từ đó lựa chọn phơng thức vận hành , sơ đồ nối điện hợp lý để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật . 1.1. Chọn máy phát điện Máy phát điện là thiết bị quan trọng nhất của nhà máy điện. Khi lựa chọn máy phát điên cần chú các điểm sau : - Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu t tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điên năng và phí tổn vận hành hằng năm càng bé. - Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng nh vận hành về sau nên chọn các máy phát cùng loại. - Chọn điện áp định mức của máy phát thì dòng điện định mức và dòng điện ngắn mạch ở cấp này sẽ bé do đó dễ chọn đợc khí cụ điện hơn. Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi công suất 400MW, gồm 4 tổ máy 100MW.Ta chọn các máy phát cùng loại : TB-100-2. Các thông số kĩ thuật : S dm (MVA) P (MW) N (v/p) U (KV) Cos I (KA) X d X d X d 117,5 100 3000 10,5 0,85 6,475 0,183 0,263 1,79 1.2. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất Nhà máy có 4 cấp phụ tải : Phụ tải phía hệ thống , phụ tải phía trung , phụ tải địa phơng và phụ tải tự dùng. Việc cân bằng công suất đợc thực hiện theo công suất biểu kiến . Công suất biểu kiến đợc tính từ công suất bởi các công thức : P(t) = 100 P%(t) .P max (1-1) S(t) = cos P(t) (1-2) Trong đó : Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 2 S(t) : Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t. P(t) : Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t. Cos : Là hệ số công suất của phụ tải. 1.2.1. Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát Phụ tải cấp này có : P max = 24MW , cos =0,85 Bao gồm các đờng dây : 3kép x 4MW x 4km , 4đơn x 3MW x 3km , P% cho trong bảng Tính toán theo công thức (1-1) và (1-2) tacó: Thời gian từ 0-6(h) :P%=50% Theo công thức (1-1) : P(t) = max .P 100 P%(t) = 0,5 . 24 =12 (MW) Theo (1-2): S(t) = 14,12 0,85 12 cos P(t) == Tính toán tơng tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng tổng kết: Thời gian 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P UF % 50 80 100 85 70 P UF (MW) 12 19,2 24 20,4 16,8 S UF (MVA) 14,12 22,59 28,24 24 19,76 Đồ thị quan hệ: Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 3 t(h) 24 16 14 8 6 5 10 15 20 25 30 S UF (MVA) 1.2.2 Tính toán phụ tải cấp điện áp 110 KV Phụ tải phía trung có: P max = 250MW , cos = 0,8 Phụ tải bao gồm các đờng dây 2kép+ 3đơn , và P% cho trong bảng Tính theo (1-1) và (1-2) có bảng : Thời gian 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24 P% 70 80 90 100 70 P T (MW) 175 200 225 250 175 S T (MVA) 218,75 250 281,25 312,5 218,75 Đồ thị quan hệ : 1.2.3. Tính toán công suất phát của nhà máy Nhà máy có P max =400 MW , cos =0,85 Tính toán theo (1-1) , (1-2) có bảng: Thời gian 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P% 70 85 100 90 80 P NM (MW) 280 340 400 360 320 S NM (MVA) 329,41 400 470,59 423,53 376,47 Đồ thị quan hệ: Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 4 8 14 12 20 24 t(h) 100 200 300 400 500 S NM (MVA) 300 250 200 150 100 50 4 10 14 18 24 t(h) S T (MVA) 1.2.4. Tính toán phụ tải tự dùng: Với nhà máy nhiệt điện thì điện năng tự dùng rất quan trong. Đó là điện năng dùng để chuẩn bị nhiên liệu , vận chuyển nhiên liệu vào lò đốt , bơm nớc tuần hoàn v.v. Điện năng tự dùng chiếm khoảng từ (5-8)% tổng điện năng phát ra của toàn nhà máy . Điện năng tự dùng đợc tính theo công thức : S td = . S NM (0,4 + 0,6. NM NM S (t)S ) (MVA) (1-3) Trong đó: : Là phần lợng điện năng sản xuất của nhà máy dùng cho tự dùng , yêu cầu thiết kế lấy = 8%. S NM : Là tổng công suất lắp đặt của nhà máy. S NM (t) : Là tổng công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t. S NM = NM maxNM cos P = 85,0 400 =470,59(MVA) Tính toán theo (1-3): Trong khoảng thời gian từ 0-8(h) S TD = 0,08. 470,59 (0,4 + 0,6. 59,470 41,329 ) = 30,87(MVA) Tính toán tơng tự cho các khoảng thời gian còn lại ta có bảng: Thời gian 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 S TD (t) 30,87 34,26 37,65 35,39 33,13 Đồ thị quan hệ: Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 5 1.2.5. Tính toán phụ tải phát về hệ thống Nhà máy phải đảm cân bằng công suất nghĩa là: S HT = S NM (t) S T (t) S UF (t) S TD (t) (1-3) Trong đó : S NM (t) : Là công suất phát của nhà máy tại thời điêm t. S HT (t) : Là công suất phát về hệ thống tại thời điểm t. S T (t) : Là công suất phụ tải trung áp tại thời điểm t. S TD (t) : Là công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t Tính toán theo công thức (1-3) ta có bảng kết quả tính toán nh sau: t(h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 S NM (t) 329,41 329,41 329,41 400 400 470,59 423,53 423,53 376,47 S T (t) 218,75 250 250 250 281,25 281,25 312,5 218,75 218,75 S UF (t) 14,12 14,12 22,59 22,59 28,24 28,24 24 19,76 19,76 S TD (t) 30,87 30,87 30,87 34,26 34,26 37,765 35,39 35,39 33,13 S HT (t) 65,67 34,42 25,95 93,15 56,25 123,45 51,64 149,63 104,83 Đồ thị quan hệ: Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 6 t(h) 24 20 14 12 8 31 33 35 37 S TD (MVA) t(h) 24 20 18141210 8 6 4 20 40 60 80 100 120 140 160 S HT (MVA) Biểu đồ công suất toàn nhà máy: 1.2.6. Nhận xét: - Nhà máy cung cấp đủ điện năng cho các loại phụ tải. - Phụ tải phía trung là lớn nhất và quan trong nên u tiên cung cấp đủ điên năng cho bên trung rồi mới đa vào hệ thống. - Phụ tải địa phơng lớn nhất P = 24 (MW) còn nhỏ hơn 30% công suất của một tổ máy là P = 30%.100 = 30 (MW) nên phụ tải địa phơng có thể đợc cung cấp điện bằng cách lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát. - Hai cấp điện áp cao và trung đều là mạng trung tính trực tiếp nối đất nên có thể dùng máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc. Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 7 300 250 500 450 400 350 S (MVA) S UF +S TD +S T S NM 8 50 200 150 100 6 4 12 10 14 2018 S UF +S TD S UF 24 t(h) Chơng 2 Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện . Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết kế , nắm vững các số liệu ban đầu , dựa bảng cân bằng công suất và các nhận xét để tiến hành vạch các phơng án nối dây có thể . Các phơng án vạch ra phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối các máy biến áp với các cấp điện áp , về số lợng dung lợng các máy biến áp , về số lợng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát , số máy phát ghép bộ với máy biến áp . Sơ đồ nối diện giữa các cấp điện áp cần thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật sau: - Số lợng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát lớn nhất thì các máy phát còn lại vẫn đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải ở điện áp máy phát và phụ tải điện áp trung ( trừ phần phụ tải do các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp đợc). - Công suất mỗi bộ máy phát điện máy biến áp không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. - Chỉ đợc ghép bộ máy phát điện máy biến áp hai dây quấn vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này ,có nh vậy mới tránh đợc trờng hợp lúc phụ tải cực tiểu bộ này không phát hết công suất hoặc công chuyển qua hai lần biến sẽ làm tăng tổn hao và gây quá tải cho máy biến áp hai cuộn dây. Đối với máy biến áp tự ngẫu thì không cần dùng điều kiện này. - Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ , để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát máy biến áp ,nhng công suất lấy rẽ nhánh không đợc vợt quá 15% công suất của bộ. - Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp vì sơ đồ thiết bị phân phối sẽ phức tạp hơn. - Khi công suất tải lên điện áp cao lớn hơn dự trữ quay của hệ thống thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp. Sau khi đã chọn đợc một số phơng án , cần phân tích sơ bộ các phơng án về mặt kĩ thuât và kinh tế để loại trừ một số phơng án rõ ràng bất hợp lý và chỉ giữ lại các phơng án hợp lý. Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 8 Qua các nguyên tắc trên ta đa ra các phơng án nối điện nh sau: 2.1 Phơng án 1 Để liên lạc giữa ba cấp điện áp : 220KV;110KV; 10,5KV ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu. Một bộ máy phát máy biến áp 2 cuộn dây đợc nối vào thanh góp trung áp và một bộ đợc nối vào thanh góp cao áp. *Sơ đồ: Nhận xét: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản , dòng ngắn mạch nhỏ hơn nên chọn đợc các thiết bị dễ dàng. Nhợc điểm: Nhiều chủng loại máy biến áp nên vốn đầu t tăng. Số mạch nối bên cao nhiều gây tổn thất lớn. 2.2. Phơng án 2 Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm máy biến áp liên lạc , 2 bộ máyphát- máybiến áp ghép vào thanh cái trung áp. * Sơ đồ : Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 9 F 1 F 2 F 3 F 4 B 1 B 2 B 3 B 4 220KV 110KV HT F 1 F 2 F 3 F 4 B 1 B 2 B 3 B 4 220KV 110KV HT Nhận xét: Ưu điểm : Sơ đồ đơn giản, sử dụng ít chủng loại máy biến áp nên vốn đầu t giảm , đảm bảo tin cậy. Nhợc điểm: Số lợng máy phát nối vào thanh cái trung áp nhiều nên công suất thừa bên trung truyền vào hệ thống qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất công suất. 2.3 Phơng án 3 Dùng 2 máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa các cấp điện áp. Để cung cấp cho hệ thống dùng 2 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây. Phía trung đợc cung cấp bởi 2 máy biến áp liên lạc. * Sơ đồ: Nhận xét: Ưu điểm : Sơ đồ nối dây đơn giản, ít chủng loại máy biến áp . Nhợc điểm : Có bốn bộ nối vào thanh góp cao áp nên dòng ngắn mạch Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 10 F 1 F 2 F 3 F 4 B 1 B 2 B 3 B 4 220KV 110KV HT [...]... phơng án 3.1 Chọn máy biến áp Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện , tổng công suất các máy biến áp rất lớn bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Vì vậy vốn đầu t cho máy biến áp cũng rất nhiều Ngời ta mong muốn chọn số lợng máy biến áp ít và công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Chọn máy biến áp trong nhà máy điện và trạm biến... một máy một máy biến áp ngừng làm việc thì các máy biến áp còn lại vẫn phải cung cấp đủ công suất cần thiết cho phụ tải Để chọn máy biến áp cho các phơng án ta dựa vào sơ đồ nối dây đã thiết kế ở chơng 2 để biết đợc số lợng và cách mắc các máy biến áp , từ đó tiến hành chọn chủng loại , công suất và thông số kĩ thuật khác của máy biến áp Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây mắc theo sơ đồ bộ MF- MBA thì công. .. bộ MF- MBA thì công suất đợc chọn theo công thức sau: S dmB S dmF Trong đó : SdmB : Là công suất định mức của máy biến áp SdmF : Là công suất định mức của máy phát Máy biến áp tự ngẫuthì công suất định mức đợc chọn theo biểu thức: 1 S dmB S dmF : Là hệ số có lợi của máy biến áp U C U T 220 110 = = 0,5 UC 220 ở đây khi chọn máy biến áp cho các phơng án ta giả thiết rằng các máy biến áp đã đợc... chọn khí cụ điện cho cấp điện áp 110KV Nguồn cung cấp gồm tất cả các máy phát điện của nhà máy và hệ thống Điểm ngắn mạch N3 , N3 Để chọn khí cụ điện cho cho mạch máy phát điện Nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 chỉ có máy phát F3 cung cấp , còn nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch N3 là tất cả các máy phát của nhà máy (trừ máy phát F 3) và hệ thống Điểm ngắn mạch N4 Để chọn khí cụ điện cho mạch... 3.3 Tính tổn thất công suất , tổn thất điện năng Để đánh sự tôí u của các phơng án về mặt kinh tế- kĩ thuật thì một yếu tố không thể bỏ qua đợc đó là tổn thất công suất và tổn thất điện năng do các máy biến áp gây ra Tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai dây quấn đợc tính theo công thức sau : A = P0 T + 365.PN S2 dmB S 2 (t i ).t i Trong đó: SdmB : Công suất định mức của máy biến áp Sinh... nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt độ không khí xung quanh phụ thuộc vào công suất phụ tải Công suất định mức của máy biến áp đợc quyết định phù hợp với độ tăng nhiệt độ định mức cuộn dây so với nhiệt độ không khí Mặt khác khi chọn công suất định mức của máy biến áp còn phải tính đến khả năng quá tải của chúng : quá tải thờng xuyên và quá tải sự cố Quá tải thờng xuyên của máy biến áp là một... của máy biến áp vợt quá công suất định mức của chúng , phần thời Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí Hiệu Lớp HTĐ - K41 12 gian còn lại của chu kì khảo sát (ngày , năm ) phụ tải của máy biến áp thấp hơn công suất định mức của chúng Quá tải sự cố là sự cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện sự cố mà không gây h hỏng chúng Máy biến áp đợc chọn phải đảm khả năng tải hết công suất phát từ nhà máy. .. B4 (t)) 2 2 Công suất truyền qua phía cao của mỗi máy biến áp tự ngẫu đợc xác định nh sau: SC =SC = B2 B3 1 ( S HT (t) S BC ) = 1 ( S HT (t) S B1 (t)) 2 2 Công suất truyền qua phía hạ của mỗi máy biến áp tự ngẫu đợc xác định nh sau: S H (t) = S H (t) = S T (t) + S C (t) = S T (t) + S C (t) B2 B3 B2 B2 B3 B3 Từ các thông số ở bảng cân bằng công suất toàn nhà máy trong chơng 1 và các công thức trên... loại, số lợng công suất định mức và hệ số biến áp Công suất định mức của máy biến áp là công suất liên tục truyền qua máy biến áp với điều kiện làm việc định mức ( điện áp , tần số và nhiệt độ môi trờng làm mát định mức ) trong suốt thời hạn làm việc của nó Ngời ta quy định thời gian làm việc tiêu chuẩn khoảng gần bằng thời gian già hoá tiêu chuẩn Còn thời gian gian làm việc thực tế của máy biến áp... áp đã đợc chế tạo tại nơi lắp đặt nên không hiệu chỉnh lại công suất định mức của nó theo nhiệt độ nữa Sau khi chọn xong công suất định mức của máy biến áp ta cần kiểm tra lại khả năng tải của máy biến áp trong các điều kiện sự cố xem có thoả mãn hay không , nếu không thoả mãn thì phải chọn lại công suất định mức của máy biến áp = 3.1.1 Chọn máy biến áp cho phơng án 1 Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trí . Thống Điện đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án vừa qua. Sinh viên Nguyễn Trí Hiệu PHầN 1: Thiết kế nhà máy nhiệt điện ngng hơi công suất 400mw. Chơng1: Chọn máy phát điện. kĩ thuật . 1.1. Chọn máy phát điện Máy phát điện là thiết bị quan trọng nhất của nhà máy điện. Khi lựa chọn máy phát điên cần chú các điểm sau : - Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn. Chọn sơ đồ nối điện của nhà máy Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện . Vì vậy cần phải nghiên cứu kĩ nhiệm vụ thiết kế , nắm vững