Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Lời nói đầu Ngành điện nói riêng ngành lợng nói chung đóng vai trò quan trọng trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc Nhà máy điện phần tử quan trọng hệ thống điện Cùng với phát triển hệ thống điện, nh phát triển hệ thống lợng Quốc Gia phát triển nhà máy điện Việc giải đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật thiết kế nhà máy điện mang lại lợi ích không nhỏ với kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Là sinh viên theo học ngành hệ thống điện trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, để có đợc báo cáo kết thân năm học trờng, em đợc môn hệ thống điện giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp với nội dung: Thiết kế nhà máy nhiệt điện công suất x 55 MW, cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải trung áp 110 kV, phụ tải cao áp 220kV phát hệ thống Qua thời gian hai tháng, với khối lợng kiến thức học tập đợc giúp đỡ thầy, cô khoa, đặc biệt dẫn trực tiếp tận tình thầy Đào quang thạch giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên thời gian khả có hạn, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đợc đóng góp ý kiến thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn thầy cô! Hà nội ngày 25 -5 -2005 Sinh viên Chơng I : Tính toán phụ tải cân công suất Để đảm bảo chất lợng điện thời điểm,trong phần tử mạng điện Điện nhà máy phát phải hoàn toàn cân với lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện,kể tổn thất điện phần tử mang điện Vì điện có khả tích trữ đợc Nh điều kiện cân công suất hệ thống điện quan trọng Trong thực tế lợng điện tiêu thụ hộ dùng điện luôn thay đổi, việc nắm đợc quy luật biến đổi tức tìm đồ thị phụ tải điều quan trọng việc thiết kế vận hành Nhờ vào đồ thị phụ tải lựa chọn phơng án nối điện hợp lí, đảm bảo đợc tiêu kinh tế, kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo chất lợng điện Đồ thị phụ tải cho phép chọn công suất máy biến áp phân phối tối u công suất nhà máy điện với tổ máy phát điện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Chọn thiết bị điện khí cụ điện hệ thống điện Căn vào đồ thị phụ tải mà ngời vận hành chủ động lập kế hoạch sửa chữa đại tu định kì thiết bị I-1 / Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế số lợng máy phát điện tổ máy, máy có công suất Pđm=55 MW Tổng công suất đặt nhà máy là: 55 = 220 (MW) Tra bảng tài liệu Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp ta chọn máy phát điện loại TB -60 -2T có thông số sau : Bảng 1.1 Loại máy phát TB -60-2T n v/ph 3000 Thông số định mức S P U MVA MW kV 68,75 55 10,5 cos 0,8 I kA 3,78 Điện kháng tơng đối Xd Xd Xd 0,1361 0,202 1,513 I-2./ Tính toán phụ tải cân CÔNG SUấT P (t) = P%( t ) Pmax 100 ; S (t) = P( t ) Cos Trong đó: P(t): Công suất tác dụng phụ tải thời điểm t (MW) S(t): Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) cos: Hệ số công suất phụ tải Ta tính phân bố công suất cho cấp phụ tải I-2a/ Phụ tải địa phơng Theo nhiệm vụ thiết kế: Uđm = 10 kV Pmax = MW cos = 0,87 Gồm đờng dây cáp kép ì MW ì km đờng dây cáp đơn ì MW ì km áp dụng công thức: PF (t ) = P F %.P F max 100 S F (t ) = P F (t ) cos Trong đó: PF(t): Công suất tác dụng phụ tải địa phơng thời điểm t (MW) SF(t): Công suất biểu kiến phụ tải địa phơng thời điểm t (MVA) Thay số tính toán thời điểm ta đợc bảng kết sau: Bảng 1.2 t(h) 0ữ7 ữ 11 11 ữ 14 14 ữ 18 18 ữ 24 PF% 60 80 70 100 80 PF(t) 5,4 7,2 6,3 7,2 SF(t) 6,2 8,3 7,2 10,3 8,3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Từ bảng kết thụ đợc ta thiết lập đợc: đồ thị phụ tải địa phƠNG s(MVA) 10,3 10 8,3 8,3 7,2 6,2 11 14 18 24 t(h) I-2b/ Phụ tải trung áp Theo nhiệm vụ thiết kế: Uđm = 110 kV Pmax = 80 MW cos = 0,86 Gồm 1đờng dây cáp kép ì 30MW đờng dây cáp đơn ì 25MW áp dụng công thức: PT (t ) = PT %.Pmax 100 S T (t ) = PT (t ) cos Trong đó: PT(t): Công suất tác dụng phụ tải trung áp thời điểm t (MW) ST(t): Công suất biểu kiến phụ tải trung áp thời điểm t (MVA) Thay sốs(MVA) tính toán thời điểm ta đợc bảng kết sau: Bảng 1.3 100 93 t(h) 0ữ8 ữ 12 12 ữ 18 18 ữ 22 22 ữ 24 PT% 80 70 100 75 79 85 65 69,7 60 PT(t) 56 80 68 52 65,1 60,4 ST(t) 65,1 93 69,7 79 60,4 60 Từ bảng kết ta dựng đồ thị phụ tải trung áp: 40 20 12 18 22 24 t(h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện I-2c/ Phụ tải cao áp Theo nhiệm vụ thiết kế: Uđm = 220 kV Pmax = 60 MW cos = 0,88 Gồm 1đờng dây cáp đơn ì 60MW áp dụng công thức: PC %.Pmax 100 P (t ) S C (t ) = C cos PC (t ) = Trong đó: PC(t): Công suất tác dụng phụ tải cao áp thời điểm t (MW) SC(t): Công suất biểu kiến phụ tải cao áp thời điểm t (MVA) Thay số tính toán thời điểm ta đợc bảng kết sau: t(h) PC% PC(t) SC(t) 0ữ6 65 39 44,3 ữ 12 80 48 54,5 12 ữ 18 100 60 68,1 Bảng 1.4 18 ữ 22 22 ữ 24 70 60 42 36 47,7 40,9 Từ bảng kết ta dựng đồ thị phụ tải cao áp: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện s(MVA) 68,1 60 54,5 47,7 44,3 40,9 40 20 t(h) I-2d/ Phụ tải toàn nhà máy Pđm NM = PđmF = 220 MW P 220 dmNM Sđm = SđmF = cos = 0,8 = 275( MVA) NM áp dụng công thức : S NM ( t ) = PNM ( t ) cos = PdmNM PNM % 100 cos Trong : PNM(t): công suất tác dụng toàn nhà máy thời điểm t (MW) SNM(t): công suất biểu kiến toàn nhà máy thời điểm t (MVA) Thay số tính toán ta đợc bảng kết sau : Bảng 1.5 T(h) 0ữ8 ữ 12 12ữ 14 14ữ 20 20ữ 24 PNM% 80 100 80 90 85 PNM(t) 176 220 176 198 187 SNM(t) 220 275 220 247,5 233,7 Từ bảng kết ta dựng đợc đồ thị phụ tải toàn nhà máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện s(MVA) 300 250 275 247,5 220 220 233,7 200 100 12 14 20 24 t(h) I-2e/ Phụ tải tự dùng toàn nhà máy Theo nhiệm vụ thiết kế: Công suất tự dùng cực đại = 6% công suất định mức nhà máy với cos = 0,85 Công suất tự dùng nhà máy đợc xác định công thức: S td (t) = S td max ( 0,4 + 0,6 Với S td max = S NM (t ) ) S dmNM % PdmNM 100 cos td Thay số tính toán ta đợc bảng kết sau: t(h) SNM(t)(MVA Std(t)(MVA) 0ữ 220 13,6 ữ12 275 15,5 12 ữ 14 220 13,6 14ữ 20 247,5 14,5 Bảng 1.6 20 ữ 24 233,7 14,1 Từ bảng kết ta dựng đợc đồ thị tự dùng nhà máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện s(MVA) 15 15,5 13,6 13,6 14,5 14,1 10 12 14 20 24 t(h) I-2f/ Công suất phát hệ thống Công suất toàn nhà máy phát hệ thống đợc tính công thức : SHT =SNM(t) ( Sđp(t)+ ST(t) + SC(t) +Std(t) ) SC (t) = SHT(t)+SC(t) Thay số tính toán thời điểm ta đợc SHT thời điểm Bảng 1.7 t(h) SNM(MVA) Sđp(MVA) ST(MVA) SC(MVA) Std(MVA) Sht(MVA) 0ữ6 6ữ7 7ữ8 8ữ11 11ữ12 12ữ14 14ữ18 18ữ20 20ữ22 22ữ24 220 220 220 275 275 220 247,5 247,5 233,7 233,7 6,2 6,2 8,3 8,3 7,2 7,2 10,3 8,3 8,3 8,3 65,1 65,1 65,1 93 93 69,7 69,7 79 79 60,4 44,3 54,5 54,5 54,5 54,5 68,1 68,1 47,7 47,7 40,9 13,6 13,6 13,6 15,5 15,5 13,6 14,5 14,5 14,1 14,1 90,8 80,6 78,5 103,7 104,8 61,4 84,9 98 84,6 110 135,1 135,1 133 158,2 159,3 129,5 153 145,7 132,3 150,9 SC (MVA) Từ bảng kết ta dựng đợc: đồ thị công suất phát lên hệ thống Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện s(MVA) 110 100 90 80 103,7 70 60 98 90,8 80,6 110 104,8 84,9 84,6 78,5 61,4 11 12 14 18 20 22 24 t(h) Đồ thị phụ tải tổng hợp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện S(MVA) 600 563,5 542 550 482,2 500 467,4 SNM 440 450 400 350 287,4 300 288,5 264,3 262,2 249,5 243,5 250 236,1 200 SHT 183,7 158,6 150 233,7 220 220 151,5 129,2 123,7 116,8 SC 103,8 100 90,5 84,9 82,8 ST 50 23,8 19,8 6,2 24,8 20,8 8,3 7,2 11 12 22,4 10,3 14 STD SMF 8,3 18 20 22 24 t(h) *Nhận xét Từ đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy ta thấy: a Nhà máy điện thiết kế có công suất đặt là: SNM= n SđmF = 68,75 =275 (MVA) Trong : n số tổ máy phát điện nhà máy ( n =4) Công suất đặt nhà máy so với tổng công suất hệ thống SHT = 3700 (MVA) (Không kể nhà máy thiết kế ) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện S NM 275 100 = 100 = 7,43% S HT 3700 b./ Công suất phụ tải điện áp trung cực đại so với công suất nhà máy thiết kế S Tmax 93 100 = 100 = 33,8% S NM 275 c./ Công suất phụ tải điện áp cao cực đại so với công suất nhà máy thiết kế S C max 68,1 100 = 100 = 24,76% S NM 275 d./Công suất phát hệ thống cực đại so với công suất nhà máy : S HT max 110 100 = 100 = 40% S NM 275 đ./Công suất phụ tải địa phơng cực đại so với công suất nhà máy S dp max S NM 100 = 10,3 100 = 3,74% 275 Qua kết vừa tính đợc ta thấy: Nhà máy điện thiết kế đóng vai trò quan trọng hệ thống điện với lợng công suất phát chiếm 7,43% lợng công suất toàn hệ thống Phụ tải cấp điện áp trung chiếm 33,8% công suất toàn nhà máy Công suất phụ tải cấp điện áp cao chiếm 24,76% công suất toàn nhà máy Công suất thừa phát vào nhà máy cực đại chiếm 40% công suất toàn nhà máy Nh ta thấy nhà máy điện thiết kế có nhiệm vụ phục vụ cho phụ tải cấp điện áp trung , cao phần lại phát vào hệ thống Phụ tải địa phơng chiếm 3,74% lợng công suất toàn nhà máy Do tơng đối thuận lợi cho việc ghép nối máy phát theo sơ đồ (Máy phát - Máy biến áp ) nên sơ đồ nối dây nhà máy đơn giản rẻ tiền Nhà máy thiết kế với cấp điện áp Vì cấp điện áp 220kV 110 kV có trung tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ liên lạc cấp điện áp Do phụ tải cấp điện áp cao trung có công suất tơng đối lớn nên ta ghép vào góp 220kV , 110kV từ 1ữ2 MF- MBA Phụ tải nhà máy phụ tải cấp điện áp cao , trung , phần công suất lại đợc phát vào hệ thống qua đờng dây kép dài 95km Ta thấy phụ tải điện áp máy phát cực đại S đmmax=10,3(MVA) so với công suất định mức máy phát chọn SđmF =68,75 (MVA) S dp max S dmF 100 = 10,3 100 = 14,98% 68,75 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Từ đồ thị phụ tải địa phơng ta tính đợc thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax theo công thức: T maxã= 365. Siti 6,2.7 + 8,3.10 + 7,2.3 + 10,3.4 = 365 = 6704,66(h) S max 10,3 Với Tmax = 6704,66 (h) ta dùng cáp cách điện giấy lõi đồng Tra giáo trình Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp tác giả nguyễn hữu khái ta đợc: Jkt = ( A/ mm) Tiết diện kinh tế cáp đơn là: Skt = 0,136.10 = 68 (mm ) * Chọn tiết diện cáp kép: Dòng điện làm việc bình thờng đờng cáp kép: I bt = S 3.U = 3,448 3.10,5 = 0,094 (KA) Với Tmax = 6704,66 (h) ta có Jkt = ( A/ mm2 ) - Tiết diện kinh tế cáp kép: 0,094.10 S kt = = 47(mm ) Nh ta chọn tiết diện cáp lõi đồng cách điện giấy tẩm dầu nhựa thông chất chống cháy vỏ chì đặt đất Sktđơn = 70 (mm2 ) Sktkép = 70 (mm2) a, Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thờng Điều kiện kiểm tra: k k I cp I bt k1: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trờng đặt cáp k2: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song Đặt cáp đất nhiệt độ 150C, nhiệt độ phát nóng ruột cáp 10kV cho phép 600 C, nhiệt độ tiêu chuẩn 250 C, Khoảng cách hai cáp đặt song song 200 mm Do k1 = 60 25 = 0,88 60 15 Đối với đờng dây đơn k2 = Icp = 0,88 215 = 189,2 (A) > Ilvbt = 136 (A) Đối với cáp kép k2 = 0,92 Icp = 0,88 0,92 215 = 174,06 (A) > Ilvbt = 94 A * Kiểm tra phát nóng làm việc cỡng đờng dây cáp kép: 64 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Điều kiện làm việc cỡng đờng dây kép hỏng dây , dây lại phải tải hết công suất Do dòng cỡng là: Icb = 2.Ibt = 94 = 188 (A) Theo qui trình thiết bị điện cáp có cách điện giấy tẩm dầu điện áp không 10 (kV) điều kiện làm việc bình thờng, dòng điện qua chúng không 80% dòng điện cho phép hiệu chỉnh cố cho phép cáp tải 30% thời gian không ngày đêm Ta có điều kiện kiểm tra nh sau: I cp'' > I cb Với : I cp'' = k qt k1 k I cp Lấy kqt = 1,3 ( Vì I bt 94 = = 0,54 < 0,8 ) '' I cp 174,06 I 'cp' = 1,3 0,88 0,92 215 = 226,28 (A) > 188 (A) Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện làm việc bình thờng cỡng V.5.2/.Chọn kháng điện Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phơng ~ ~ n6 n7 * Kháng điện đợc chọn theo điều kiện + Uđmk Uđmmạng = 10,5 kV + Iđmk Icb 65 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Từ sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phơng ta có công suất qua kháng lúc cố hỏng hai kháng Công suất(MVA) Trạng thái Bình thờng Sự cố kháng Sự cố kháng Kháng 5,15 10,3 Kháng 5,15 10,3 Dòng cỡng qua kháng : Icb = S u(F) max 3.U = 10,3 3.10,5 = 0,566(kA) Tra bảng ta chọn kháng đơn dây nhôm : PbA 10 600 Có : Iđm = 600 A -Xác định Xk% kháng điện XK% đợc chọn xuất phát từ hai điều kiện : a) XK% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N6 để chọn máy cắt đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt cho cáp , tức IN6 { Icắtđm1 , Inhs1 } b) XK% phải đủ hạn chế dòng ngắn mạch N7 để chọn MC2 đảm bảo ổn định nhiệt cho cáp , tức IN7 { Icắtđm2 , Inhs2 } Trong dòng ổn định nhiệt đợc xác định theo công thức Inh2 = 70.90 0,9 = 6,645(kA) Icắt2 = 40 (kA) Để thiết bị phân phối đỡ cồng kềnh thờng dùng kháng cho số đờng dây Trong điều kiện làm việc bình thờng dòng qua kháng dòng qua phụ tải , tổn thất điện áp không lớn Vì điện kháng phải chọn không 8% kháng đơn 16% kháng kép Ta có sơ đồ thay sau : N N N HT Chọn xHT xK xC1 xC2 Scb = 100 MVA IN5 = 58,66 ( kA) 66 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện S cb Vậy XHT = 3.U cb I '' N5 = 100 3.10,5 58,66 = 0,09 Điện kháng cáp XC1 = Xo.l S cb 100 = 0,086.3 = 0,234 U cb 10,5 Dòng ổn định nhiệt cáp S1 C Al InhS1 = t1 Tại đầu đờng cáp phía nhà máy thời gian cắt lớn cấp t1 = t2 + t = 0,9 + 0,3 = 1,2 sec S1 : Tiết diện cáp với S1 = 70 mm2 Thay số ta đợc : Inh1 = 70.141 1,2 = 9013,6( A) = 9,013 ( kA) I 100 cb = 0,82 X = I = 3.10,5.6,645 nh XK = X - XHT - XC1 = 0,82 - 0,09 - 0,234 = 0,496 X K% = X K I dmK 100 I cb =0,496 10,5 0,6.100 = 5,312 % 100 Vậy ta chọn kháng đơn kiểu PbA 10 600 có Iđmk = 600 A; XK% = 6% V.5.3/ Kiểm tra kháng điện Để kiểm tra kháng điện trớc hết ta tính dòng ngắn mạch N6 IN6 { Icắtđm1 , Inhs1 } Điều kiện : Ta có : XHT = XK = S cb 3.U cb I '' N5 = 100 3.10,5 58,66 = 0,09 X K % I cb 100 = 100 I dmK 100 3.10,5.0.6 = 0,55 67 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Điện kháng tính toán : XTT = ( XHT + XK ) S NM + HT S cb = ( 0,09 + 0,55) 3975 = 25,44 > 100 Dòng ngắn mạch siêu độ dòng xung kích N6 IN6 = ixk = S HT + NM 3975 = = 8,59 kA X TT S cb 25,04 3.10,5 ' 2.K XK I 'N6 = 1,8 8,59 = 21,8 (kA) * Chọn máy cắt sau kháng cho phụ tải địa phơng Máy cắt sau kháng phụ tải địa phơng đợc chọn theo điều kiện: điện áp định mức UđmMC UMạng Dòng điện IđmMC ICb Kiểm tra ổn định nhiệt I2nh.t BN Kiểm tra ổn định động Ilđđ ixk điều kiện cắt ICắtMC I Sử dụng kết tính toán dòng ngắn mạch, dòng cỡng chọn kháng điện ta có IN6 = 8,59 kA ; ixk = 21,8kA; ICb = 0,566kA Vậy ta chọn máy cắt có thông số sau: Cấp điểm điện ngắn áp kV mạch đại lợng tính toán ICb IN ixk kA kA kA 0,566 8,59 21,8 Loại máy cắt 8BM20 đại lợng định mức Uđm Iđm Icắtđm kV kA kA 12 1,25 25 10 N6 Vậy IN6 = 8,59 < { Icđm1 , Inh1} = 9,013(kA) Ilđđ kA 63 Do kháng ta chọn loại PbA - 10 - 600 - thoả mãn V.6 Chọn máy biến áp đo lờng 6.1/ Chọn máy biến điện áp BU : Chọn BU theo điều kiện : + Điện áp : UđmBU =Umạng + Cấp xác : 0,5 +Công suất định mức : S2đmBU S2 * Chọn BU cho cấp điện áp 10,5 kV nh sau : - Dụng cụ phía thứ cấp công tơ nên dùng hai biến điện áp nối dây theo V/V : Uđm =10,5 kV cấp xác 0,5 Phụ tải BU cần phải phân bố cho hai biến điện áp nh bảng sau : 68 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Tên đồng hồ Kiểu Vôn kế Oát kế Oát kế phản kháng Oát kế tự ghi Tần số kế Công tơ Công tơ phản kháng Tổng B-2 341 342/1 - 33 - 340 - 670 WT-672 Phụ tải pha AB P(W) Q(VAR) 7,2 1,8 1,8 8,3 0,66 0,66 20,4 1,62 1,62 3,24 Phụ tải pha BC P(W) Q(VAR) 1,8 1,8 8,3 6,5 0,66 0,66 19,72 1,62 1,62 3,24 - Biến điện áp AB : S2 = 20,4 + 3,24 = 20,7 VA cos = 20,4 =0,98 20,7 cos = 19,72 = 0,99 19,99 - Biến điện áp BC : S2 = 19,72 + 3,24 = 19,99 VA Ta chọn BU có thông số sau : Loại BU HOM-10 Cấp điện Điện áp định mức (V) Công suất định mức (VA) áp ứng với cấp xác cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 0,5 (KV) 10 10000 100 75 Công suất cực đại (VA) 640 * Chọn dây dẫn nối từ BU đến đồng hồ đo : - Chọn dây dẫn nối từ máy biến điện áp đến dụng cụ đo theo hai điều kiện sau : + Tổn thất điện áp dây dẫn,không đợc lớn 0,5% điện áp định mức thứ cấp (trờng hợp có đồng hồ đo điện năng) + Theo điều kiện độ bền : tiết diện nhỏ dây đồng 1,5 mm 2,đối với dây nhôm 2,5 mm2 Xác định dòng dây dẫn a, b , c : S 20,7 Ia = ab = =0,207 A U ab 100 S 19,9 Ic = bc = =0,199 A U bc 100 Coi Ia = Ic = 0,2 A cos ab = cos bc = Ib = 0,2 = 0,34 A Điện áp giáng dây a b : .l U =(Ia + Ib ).r = (Ia + Ib ) S Giả sử khoảng cách đặt đồng hồ đo tới BU 50 m dùng dây dẫn đồng có = 0,0175 .mm2/m.Vì có công tơ nên U = 0,5 Vậy tiết diện dây dẫn : 69 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện (I a + I b )..l (0,2 + 0,34).0,0175.50 = = 0,945 mm2 U 0,5 Theo yêu cầu độ bền ta chọn dây dẫn có tiết diện : 1,5 (mm2) S * Chọn BU cho cấp điện áp 110 kV 220 kV : - Phụ tải phía thứ cấp BU phía 110 KV 220 KV thờng cuộn dây điện áp đồng hồ có tổng trở lớn,công suất nhỏ nên không cần tính toán phụ tải - Nhiệm vụ kiểm tra cách điện đo điện áp nên ta chọn đồng hồ có thông số sau : Cấp điện áp (kV) Điện áp định mức (V) HK-110-57 110 110000/ HK-220-58 220 220000/ Loại BU cuộn sơ cấp cuộn thứ cuộn cấp cấp phụ 100/3 100/ 100/3 100/ Công suất định mức (VA) ứng với cấp xác thứ Công suất cực đại (VA) 600 2000 600 2000 6.2/ Chọn máy biến dòng điện BI : - Máy biến dòng điện đợc chọn theo điều kiện sau : Sơ đồ nối dây tùy thuộc vào nhiệm vụ biến dòng, kiểu biến dòng tùy thuộc vào vị trí đặt biến dòng + Điện áp : UđmBI Uđm mạng + Dòng điện :IđmBI Ilvcb + Cấp xác : 0,5 * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp máy phát : Từ sơ đồ nối dây dụng cụ đo lờng vào BI ta xác định đợc phụ tải thứ cấp BI : STT Tên dụng cụ Ampe mét Oát kế tác dụng Oát kế tự ghi Oát kế phản kháng Công tơ tác dụng Công tơ phản kháng Tổng cộng Loại -302 -341 -342/1 -33 -670 T-672 Phụ tải (VA) 1 5 10 2,5 2,5 5 10 2,5 2,5 26 26 70 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Phụ tải pha : - Pha A : SA = 26 (VA) - Pha B : SB = (VA) - Pha C : Sc = 26 (VA) Phụ tải pha A pha C lớn : 26 (VA) + Điện áp : UđmBI Uđm mạng =10,5 (kV) + Dòng điện :IđmBI Ilvcb = 3,969 (kA) + Cấp xác : 0,5 Ta chọn BI cho cấp điện áp máy phát 10,5 (kV) loại : -10 có thông số sau : Loại BI Uđm(kV) Dòng điện định Cấp xác Phụ tải định mức ứng mức(A) hay ký hiệu với cấp xác () cuộn thứ cấp Sơ cấp Thứ cấp 0,5 -10 10 4000 P 1,2 Cấp xác 0,5 : Z2đm =1,2 () - Chọn dây dẫn từ BI đến phụ tải : Lấy l = ltt = 50 m ( BI theo sơ đồ hình hoàn toàn ) - Tổng trở dụng cụ đo mắc vào pha A hay pha C : S 26 Zdc = = =1,04 () I dm Để đảm bảo độ xác ,yêu cầu tổng phụ tải phía thứ cấp Z (cả dây dẫn) không vợt phụ tải định mức BI : Z2 = Zdc + Zdd Z2đm .l Z2đm - Zdc Zdd = tt S Từ suy tiết diện dây dẫn : .l tt 0,0175.50 = S = 5,47 (mm2) Z 2dm Z dc 1,2 1,04 Ta chọn dây dẫn đồng có tiết diện mm2 làm dây dẫn từ BI tới dụng cụ đo - Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định nhiệt : có dòng định mức sơ cấp lớn 1000 (A) - Máy biến dòng không cần kiểm tra ổn định động : định điều kiện ổn định động dẫn mạch máy phát * Chọn biến dòng điện cho cấp điện áp 110 kV 220 kV : Chọn theo điều kiện : + Điện áp : UđmBI Uđm mạng + Dòng điện :IđmBI Ilvcb Với cấp điện áp 110 KV có : Icb = 0,379 (kA) Với cấp điện áp 220 KV có : Icb = 0,331 (kA) Ta chọn BI có thông số sau : 71 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Uđm Loại BI (kV) TH -110M TH -110M 110 110 Cấp Dòng điện định mức xác hay (A) ký hiệu cuộn thứ cấp Sơ cấp Thứ cấp Phụ tải định mức ứng với Bội số Ilđđ cấp xác ổn định động (kA) () 0,5 400 400 1,2 1,2 5 P P 110 110 145 145 Sơ đồ nối dụng cụ đo vào BU BI W MC A AA AB AC W Wh VARh VAr B C a b c V.7/ Chọn2-HOM-10 chống sét van : Chống sét van thiết bị đợc ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống điện áp khí Khi xuất điện áp, phóng điện trớc làm giảm trị số điện áp đặt cách điện thiết bị hết điện áp tự động dập hồFquang xoay chiều, V phục fhồi trạng thái làm việc bình thờng - Chọn chống sét van cho góp : 72 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Trên góp 220 kV 110 kV đặt chống sét van với nhiệm vụ quan trọng chống điện áp truyền từ đờng dây vào trạm Các chống sét van đợc chọn theo điện áp định mức trạm Trên góp 110 kV ta chọn chống sét van loại PBC- 110 có U đm = 110 kV, đặt ba pha - Chọn chống sét van cho máy biến áp : 7a Chống sét van cho máy tự ngẫu : Các máy biến áp tụ ngẫu có liên hệ điện cao trung áp nên sóng điện áp truyền từ cao áp sang trung áp ngợc lại Vì ,ở đầu cao áp trung áp máy biến áp tự ngẫu ta phải đặt chống sét van - Phía cao áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-220 có U đm = 220 kV, đặt ba pha - Phía trung áp máy biến áp tự ngẫu ta chọn chống sét van loại PBC-110 có Uđm = 110 kV, đặt ba pha b Chống sét van cho máy biến áp hai cuộn dây : Mặc dù góp 220 kV có đặt chống sét van nhng có đờng sắt có biên độ lớn truyền vào trạm, chống sét van phóng điện Điện áp lại truyền tới cuộn dây máy biến áp lớn phá hỏng cách điện cuộn dây,đặc biệt phần cách điện gần trung tính trung tính cách điện Vì trung tính máy biến áp hai cuộn dây cần bố trí chống sét van Tuy nhiên điện cảm cuộn dây máy biến áp biên độ đờng sét tới điểm trung tính giảm phần, chống sét van đặt trung tính đợc chọn có điện áp định mức giảm cấp Ta chọn chống sét van loại PBC-35 có Uđm = 35kV ************************************************** CHƯƠNG VI Tính toán tự dùng VI.1/ Sơ đồ nối điện tự dùng : Điện tự dùng nhà máy điện đóng vai trò quan trọng, định trực tiếp đến trình sản xuất điện Đối với nhà máy nhiệt điện điện tự dùng chiếm khoảng (5 - 8%) lợng điện sản xuất toàn nhà máy, nhà máy thuỷ điện điện tự dùng chiếm tối đa 2% so với lợng điện sản xuất toàn nhà máy 73 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện Phụ tải hệ thống tự dùng thờng động điện, nhà máy nhiệt điện động có công suất từ 200kW trở lên đợc dùng cấp điện áp 6.3kV, nhiên động có công suất nhỏ chiếu sáng lại dùng với cấp điện áp 380/220V Do tính chất phân bố phụ tải nh nên sơ đồ 6.3kV 380/220V ta dùng sơ đồ nối tiếp, nghĩa tất công suất đợc trực tiếp biến đổi từ cấp 10kV xuống 6.3kV sau đợc biến đổi từ 6.3kV xuống 380V Hơn nữa, nhà máy nhiệt điện lò - tổ máy thờng làm việc độc lập nên cấp 6.3kV có phân đoạn riêng đợc cấp 1MBA, lấy điện từ đầu cực máy phát từ góp điện áp máy phát Nh sơ đồ ta dùng máy biến áp cấp (10/6.3kV) máy biến áp dự trữ có công suất (bình thờng máy biến áp không làm việc) Tơng tự nhvậy cấp 380/220V ta bố trí 4MBA (6.3/0.4kV) máy biến áp dự phòng, phía 0.4kV có dây nguội Sơ đồ nối điện tự dùng bvslmpđ bvslmba đcđa Đl đl đcĐA tb - 60-2T tb - 60-2T bVSLb bVqd 74 bVSLn TM- 4000 6,3 kv 0,4 kV Tm- 4000 0,4 kV 6,3kV 0,4 kV 0,4 kV Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện VI.2/ Chọn máy biến áp tự dùng : 2.1/ Chọn máy biến áp tự dùng cấp I : Các máy có nhiệm vụ nhận điện từ 10,5 kV cung cấp cho phụ tải tự dùng cấp điện áp kV lại cung cấp tiếp cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V Công suất định mức máy biến áp công tác bậc xác định từ biểu thức sau : SBđm k1 P cos +S2.k2 1 - Trong : + P1 : Tổng công suất tính toán máy công tác tới động kV nối vào phân đoạn xét.(kW) + S2 : Tổng công suất định mức máy biến áp bậc hai nối vào phân đoạn xét + k1 : hệ số đồng thời có tính đến không đầy tải máy công tác động kV + cos1 : hiệu suất hệ số công suất động kV Tỷ số : k1 thờng lấy 0,9 cos Hệ số đồng thời k2 lấy gần 0,9 Nên ta có : SBđm (P1 + S2).0,9 Trong phạm vi thiết kế ta chọn công suất máy biến áp tự dùng cấp I theo công suất tự dùng cực đại toàn nhà máy : Stdmax = 15,5 ( MVA) Vậy công suất máy biến áp tự dùng cấp I : SđmB Stdmax n 75 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện 15,5= 3,875 (MVA) Tra bảng chọn loại máy biến áp :TM-4000 có thông số sau : SđmB Loại SđmB (kVA) TM 4000 Điện áp (KV) Tổn thất (KW) cuộn cao cuộn hạ Po PN 10,5 6,3 5,45 33,5 UN% Io% 6,5 0,9 2.2/ Chọn máy biến áp dự trữ cấp I: Máy biến áp dự trữ không dùng thay máy biến áp công tác sửa chữa mà để cung cấp cho hệ thống tự dùng trình dừng khởi động Công suất cần thiết kế để dừng tổ máy khởi động tổ máy khác chiếm khoảng 50% công suất cần thiết cho làm việc bình thờng khối lúc đầy tải Bởi công suất máy biến áp dự trữ đợc chọn theo điều kiện sau : S td max n 15,5 1,5 = 5,812 (MVA) SđmB 1,5 SđmB Tra bảng chọn loại máy biến áp :TM-6300/10,5 có thông số sau : Loại SđmB (kVA) TM 6300 Điện áp (KV) Tổn thất (KW) cuộn cao cuộn hạ Po PN 10,5 6,3 7,65 46,5 UN% Io% 6,5 0,8 2.3/ Chọn máy biến áp tự dùng cấp II : Các máy biến áp tự dùng cấp hai dùng để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 380/220 V chiếu sáng Công suất loại phụ tải thờng nhỏ nên công suất máy biến áp thờng đợc chọn loại máy có công suất [...]... 4 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 64, 87 24 Đồ án tốt nghiệp S BC2, B 3 Thiết kế nhà máy điện 35,11 35,11 34, 06 46 ,66 47 ,21 32,31 44 ,06 40 ,41 33,71 43 S BT 2, B 3 0,11 0,11 0,11 14 14 2 ,41 2 ,41 7,06 7,06 -2,23 S BH2, B 3 35,22 35,22 34, 17 60,66 61,21 34, 72 46 ,47 47 ,47 40 ,77 40 ,77 Dấu(-) trong bảng này biểu hiện chiều công suất chuyển từ điện áp trung sang điện áp cao Từ bảng trên... phát điện và hệ thống điện N5 = N 3 + N 4 III.2.b/ Lập sơ đồ thay thế 34 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện EHT XHT 0,022 Xd 0,035 N1 N4 N5 XC1 0,072 XC2 0,072 XH1 0,128 XH2 0,128 N3 XF1 0,198 XF2 0,198 N2 XT2 0 XT1 0 XB3 0,131 XB4 0,131 XF3 0,198 XF4 0,198 F3 F4 F2 F1 b1/.Điểm ngắn mạch N1 X 1 = X HT + X d = 0,022 + 0,035 = 0,057 X F 3 + X B 3 X F 4 + X B 4 0,198 + 0,131 = = = 0,1 64 2 2 2 X + X H... dùng 2 loại máy biến áp do đó mà quá trình lắp ráp và vận hành thuận tiện hơn Sơ đồ nối điện đơn giản, linh hoạt trong vận hành và sửa chữa Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải cấp điện áp cao, trung và phát công suất thừa về hệ thống, nên với sơ đồ này có thể áp ứng đợc yêu cầu cung cấp điện Nhợc điểm cuả phơng án này là số máy ghép vào phía trung áp có công suất luôn lớn hơn phụ tải trung áp, nên... giữa 3 cấp điện áp, bên thanh cái 110kV có một bộ máy phát - máy biến áp nối trực tiếp Ưu điểm : Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, đơn giản và linh hoạt trong vận hành Nhợc điểm: Phía thanh góp điện áp cao có thêm một bộ MF- MBA 2 dây quấn do đó vốn đầu t mua máy biến áp và các thiết bị cho cấp điện áp 220kV sẽ cao hơn so với MBA và các thiết bị điện ở cấp điện áp 110kV... X F 2 + X H 2 0,198 + 0,128 X 3 = ( X F 1 + X H 1 ) //( X F 2 + X H 2 ) = F 1 = = = 0,163 2 2 2 X X 0,072 X 4 = X C1 // X C 2 = C1 = C 2 = = 0,036 2 2 2 X 2 = ( X F 3 + X B 3 ) //( X F 4 + X B 4 ) = Vậy ta có sơ đồ sau: EHT N1 X1 0,057 X4 0,036 X2 0,1 64 X3 0,163 E1,2 E3 ,4 Ta có: X 5 = X 3 // X 2 = Sơ đồ tơng đơng: X 2 X 3 0,1 64. 0,163 = = 0,081 X 2 + X 3 0,1 64 + 0,163 35 Đồ án tốt nghiệp EHT Thiết kế. .. cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát và cấp điện áp trung ( Trừ phần phụ tải do các bộ hoặc các nguồn khác nối vào thanh góp điện áp trung có thể cung cấp đợc ) - Công suất của mỗi bộ MF- MBA không đợc lớn hơn dự trữ quay của hệ thống - Khi phụ tải điện áp máy phát nhỏ để cung cấp cho nó có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ MF-MBA Nhng công suất rẽ nhánh không đợc vợt quá 15ữ20% công suất của bộ - Không... biến áp F 3 F4 và B5 B6 làm việc song song còn bên 220 kV ta cho hai bộ máy phát - máy biến áp B 1B2 và F1F2 làm việc song song và để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng hai máy biến áp tự ngẫu B3B4 * Ưu điểm: Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp, cấu tạo sơ đồ đơn giản, linh hoạt trong vận hành * Nhợc điểm: Vốn đầu t cho máy biến áp lớn 14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện. .. thanh góp trung áp một lợng công suất là: T S BT 2 = S max S B4 ) = 93 64, 87 = 28,13( MVA) Cuộn hạ của máy biến áp B 2tải lợng công suất S BH2 = S dmF S dp 1 S td max 4 1 = 68,75 7,2 15,5 = 57,67( MVA) 4 Công suất tải phía cuộn cao áp : S BC2 = S BH2 S BT 2 = 57,67 28,13 = 29, 54( MVA) Công suất nhà máy phát lên thanh góp cao áp là: 27 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện S B1 + S BC2 = 64, 87 +... nên sẽ có một phần công suất thừa phải đa sang cao áp qua 2 lần máy biến áp, làm tăng tổn thất điện năng trong các máy biến áp 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện II-1b/.Phơng án 2 ht 220kV b2 b1 110kV b3 ~ ~ ~ f1 f2 f3 b4 ~ f4 Trong phơng án này ta dùng 3 máy phát để cấp điện áp cho thanh cái 22 0kV, trong đó ta nối bộ máy phát F1 với máy biến áp B1lên thanh cái và hai máy biến áp tự ngẫu B2 , B3... dẫn thiết kế nhà máy điện chọn máy biến áp 3 pha 2 dây quấn có các thông số cho trong bảng 2.5 Kiểu T Sđm (MVA) 80 Điện áp (kV) C H 121 10,5 Tổn thất P0 P0 kW kW 70 310 I0% UN% 0 ,55 10,5 b1.2/ Chọn công suất máy biến áp cho máy biến áp tự ngẫu B2,B3 Chọn máy biến áp B2, B3 là máy biến áp tự ngẫu ba pha làm nhiệm vụ liên lạc 23 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện giữa 3 cấp điện áp 10,5 kV, 110 kV,