quy hoạch phát triển hệ thống điện, chương 7 potx

Chương 7: Các loại nguồn điện và ưu
nhược điểm
Các loại nguồn điện (hay NMĐ thì cũng chính là nó :D) hiện nay
trên thế giới khá phong phú, phụ thuộc chủ yếu vào loại năng
lượng sơ cấp được sử dụng. Có thể chia l
àm các loại chính như
sau:
1. NM Thủy điện
Các nhà máy thuỷ điện được xây dựng tuỳ thuộc vào điều kiện
nước, điều kiện địa lý của từng quốc gia.Công suất của các nhà
máy được tính theo công thức
N
tđ
= 9,81..H.Q
trong đó: + H - chênh lệch mức nước ở trước và sau nhà
máy thu
ỷ điện(cột nước)
+  - hiệu suất chung của nhà máy; = 
t
.

f

t
= 0,88
0,91 -hiệu suất tuabin

f
= 0,95
0,98-hiệu suất máy phát
như vậy = 0,8  0,9, lấy trung bình 

tb
= 0,85
+ Q - l
ưu lượng nước [m
3
/sec]

N
tđ
= 8,3.H.Q
Hi
ện nay trên thế giới, các nhà máy thủy điện sản xuất khoảng
54% điện sơ cấp
Công suất đặt của nhà máy thuỷ điện tuỳ thuộc vào lưu lượng
nước của d
òng chảy và chiều cao đập nước, người ta phân làm các
lo
ại đập sau:
Đập cao > 200m
Đập trung b
ình 40200m
Đập thấp < 40m
Đặc điểm của nhà máy thuỷ điện:
1- xây dựng gần nguồn thuỷ năng
2- phần lớn điện năng sản xuất ra được phát lên lưới cao áp
3- làm việc với đồ thị phụ tải tự do
4- vận hành linh hoạt, thời gian khởi động và mang tải chỉ mất
từ 3 đến 4 phút, trong khi đó đối với nhiệt điện để khởi động một
tổ máy phải mất từ 6 đến 8 tiếng.
5- hiệu suất cao  = 85  90%

6-
giá thành điện năng thấp, số người quản lí vận hành nhà
máy r
ất ít
7- không gây ô nhiễm môi trường
8- vốn xây dựng lớn, thời gian xây dựng lâu
9- riêng loại có hồ chứa còn góp phần điều tiết nước dòng
ch
ảy của sông và chống lũ
Một số loại nhà máy thủy điện chính
- Nhà máy thủy điện có đập chắn ngang sông
+ Có hồ chứa
+ Không có hồ chứa ( chỉ dùng kênh dẫn nước)
+ Hỗn hợp (có cả hồ chứa lẫn kênh dẫn nước)
- Nhà máy thủy điện tích năng
- Nhà máy thủy điện thủy triều
2. Nhà máy nhiệt điện
Năng lượng điện được sản xuất từ các nguồn nhiên liệu hoá thạch
như
dầu, than đá, khí thiên nhiên… qua quá trình biến đổi từ nhiệt
năng thành điện năng ở các nhà máy điện Các nhà máy này được
gọi là nhà máy nhiệt điện
2.1 Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi (NĐN)
Sơ đồ nguyên lý
1) kho nhiên liệu; 2) hệ thống cấp nhiên liệu; 3) lò hơi; 4) turbine;
5) bình ngưng; 6) bơm tuần hoàn; 7) bơm ngưng tụ; 8) bơm cấp
nước; 9) v
òi đốt; 10) quạt gió; 11) quạt khói; 12) bộ sấy không khí;
13) bộ hâm nước; 14) bình gia nhiệt hạ áp; 15) bộ khử khí; 16)
bình gia nhiệt cao áp.

Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi
1 - Thường được xây dựng ở gần nguồn nhiên liệu
2 - Hầu hết điện năng sản xuất ra được phát lên lưới điện cao
áp
3 - Làm vi
ệc với đồ thị phụ tải tự do
4 - Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng tải
chậm.
5 - Hiệu suất thấp  = 3040%
6 - Kh
ối lượng nhiên liệu lớn, thải khói làm ô nhiễm môi tr-
ường. Để khắc phục nhược điểm này, hiện nay người ta sử dụng
công nghệ đốt than sạch và công nghệ lọc chất thải sau khi đốt.
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
~

7 - Vốn đầu tư thấp, thời gian xây dựng nhanh
2.2 Nhà máy nhiệt điện trích hơi (NĐT)
* Nhà máy nhiệt điện trích hơi (NĐT) đồng thời sản xuất điện
năng và nhiệt năng. Về nguy
ên lý hoạt động cũng giống như NĐN,
như
ng ở đây lượng hơi được rút ra đáng kể từ một số tầng của
tuabin để cung cấp cho
các phụ tải công nghiệp và sinh hoạt. Trong
nhà máy nhiệt điện trích hơi, chế độ vận hành tối ưu là khi đồng
thời lượng nhiệt năng và lượng điện năng cấp cho phụ tải điện và
ph
ụ tải nhiệt là tối ưu. Khi đó, hiệu suất chung của toàn nhà máy
tăng lên . Nếu không có phụ tải nhiệt thì hiệu suất chung của nhà
máy s
ẽ giảm xuống. Do có rút hơi cho phụ tải nhiệt nên NĐT có
các đặc điểm khác với NĐN, cụ thể l
à :
1 –
Thường được xây dựng gần phụ tải nhiệt
2 - Phần lớn điện năng sản xuất ra cấp cho phụ tải cấp điện áp
máy phát
3 - Ph
ụ tải điện phụ thuộc vào phụ tải nhiệt
4 - Tính linh hoạt trong vận hành kém. Khởi động và tăng phụ
tải chậm
5 - Hiệu suất  = 6070%
6 - Kh
ối lượng nhiên liệu lớn, khói thải làm ô nhiễm môi tr-
ường

7 - Vốn đầu tư thấp, thời gian xây dựng nhanh
3. Nhà máy điện tua bin khí
Nhà máy điện tuabin khí là loại nhà máy điện mà áp suất của khí
đốt gi
ãn nở trực tiếp làm quay tuabin khí và quay rôto máy phát
điện
3.1 Tuabin khí chu trình đơn
Tuabin khí chu trình đơn có hiệu suất khá thấp vì khí thải còn rất
nóng nhưng có một số ưu điểm sau:
1- Không có lò cồng kềnh, chi phí đầu tư và lắp đặt thấp;
2- Đưa vào vận hành rất nhanh, thời gian khởi động là từ 10
đến 20 phút;
3- Không cần dùng nhiều nước để làm mát;
4- V
ận hành và bảo dưỡng đơn giản, dễ tự động hoá, có thể
điều khiển từ xa.
3.2. Tuabin khí chu trình hỗn hợp
Là sự kết hợp của tuabin hơi và tuabin khí. Người ta dùng các lò
thu nhi
ệt (gọi là đuôi hơi) tận dụng nhiệt năng trong khí thoát ra
của tuabin khí để sản xuất hơi nước cung cấp cho tuabin hơi
Khí thải
1
2
3
Bơm nhiên li
ệu
Không khí
Máy phát
4

4. Trạm phát điện điêzen
Các trạm phát điện điêzen bao gồm máy nổ điêzen và máy phát
điện. Máy nổ chạy bằng dầu điêzen làm quay máy phát điện để
phát ra điện năng. Các trạm phát điện điêzen ngày càng được ho
àn
thi
ện và được sử dụng trong hệ thống điện để phủ đỉnh, làm nguồn
dự phòng và cung cấp điện cho những vùng chưa có điện lưới.
Ngày nay người ta đã có thể sản xuất loại động cơ điêzen có công
suất đến 20 MW với hiệu suất và giá thành điện năng có thể cạnh
tranh được với các nhà máy điện khác
5. Nhà máy điện nguyên tử
Các nhà máy điện nguyên tử (ĐNT) sản xuất điện năng từ nhiệt
năng do các phản ứng hạt nhân tạo ra. Trong phản ứng hạt nhân
đều có hiện tượng toả nhiệt hay thu nhiệt k
èm theo. Nhiệt trao đổi
được tính theo công thức:

2
i k
i k
Q C m m
 
 
 
 
 
m
i
; m

k
- tổng khối lượng các hạt trước và sau phản ứng
C = 3.10
8
m/s - tốc độ ánh sáng.

Máy nén khí
Buồng đốt
Tuabin khí
Bơm NL
Không khí
Máy phát điện
Động cơ KĐ

Khí thải Bình ngưng
Tháp làm mát
Lò thu nhi
ệt
Bơm nước
Máy phát điện Tuabin
hơi
Đặc điểm của nhà máy điện nguyên tử
1. Khả năng làm việc độc lập, giá thành điện năng thấp hơn
nhà máy nhiệt điện.
2. Khối lượng nhiên liệu nhỏ. Ví dụ để sản xuất 1 triệu kWh
điện năng chỉ ti
êu tốn khoảng 400 gam uranium. Do đó không cần
xây dựng nhà máy điện nguyên tử cạnh nguồn nhiên liệu
3. Vận hành linh hoạt với đồ thị phụ tải tự do
4. Không thải khói ra không khí, ít ảnh hưởng đến môi

trường. Ví dụ chất thải hàng năm của lò phản ứng 900 MW chứa
99,9% chất phóng xạ chỉ độ 2 m
3
.
5. V
ốn đầu tư lớn
6. Hiệu suất cao hơn nhiệt điện
Ngoài ra hiện nay trên thế giới còn phát triển một số loại nguồn
điện mới:
+ Nguồn điện từ gió: dùng gió quay cánh quạt làm quay tuabin
phát điện
+ Năng lượng mặt trời: dựa tr
ên hiệu ứng quang điện, biến quang
năng thành điện năng
+ Nhà máy điện từ thủy động: ứ biết nói đặc điểm thế n
ào, pà con
b
ịa nhá, ko thì bỏ trống cũng okie ;;)