Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
Khoa Kỹ thuật & Công nghệ
---------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
5 TỔ , MỖI TỔ 55 MW

Giáo viên hướng dẫn : TS. HUỲNH ĐỨC HOÀN

ĐẶNG THÀNH CHUNG
Lớp: ĐKT – K31

Sinh viên thực hiện:


NỘI DUNG ĐỒ ÁN
-----------------------------------------------

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI & CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI
ƯU
CHƯƠNG 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN
CHƯƠNG 6: CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG


Chương 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI & CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
-----------------------------

I. Chọn máy phát điện
Với 5 tổ máy, mỗi tổ có công suất 55 MW, ta chọn máy phát điện:
TBΦ- 60-2T
II. Tính toán phụ tải và
cân bằng công suất
1. Phụ tải điện áp máy phát
2. Phu tải điện áp 110kV
3. Phụ tải toàn nhà máy
4. Phu tải tự dùng
5. Công suất phát lên hệ thống


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
-----------------------------

I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
1. Phương án 1
Ưu điểm:
- Cung cấp đủ công suất cho
các phụ tải các cấp điện áp.
-Bộ MF - MBA lên 220 kV
được truyền trực tiếp, nên giảm
được tổn thất
-Cung cấp điện liên tục cho các
phụ tải
Nhược điểm:
-Bộ MF – MBA không đồng bộ gây
khó khăn cho lắp đặt, vận hành, bảo
dưỡng và sữa chữa.

ST

HT
220 kV

T1

AT1

G1

STD G2

110 kV

T2

AT2

SDP
+STD

G3

SDP
+STD

T3

G4

STD

G5

STD


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
-----------------------------

I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
1. Phương án 2

ST

HT

Ưu điểm:
- Đảm bảo cung cấp điện cho
phụ tải trong mọi trường hợp.

220 kV

T1

AT1

T2

G1

STD

G2

STD

110 kV

AT2

G3 SDP
+STD

T3

G4

SDP
+STD

Nhược điểm:
- Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn trong vận hành và sửa
chữa.
- Vốn đầu tư máy biến áp đắt.
- Phải truyền tải công suất lớn qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu

G5

STD


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
----------------------------I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN
1. Phương án 3

Ưu điểm:
•Đảm bảo cung cấp điện cho
phụ tải ở các cấp điện áp.
•Công suất từ bộ MF - MBA 2
cuộn dây nối lên 220 kV được
truyền trực tiếp lên hệ thống
nên tổn thất nhỏ.
Nhược điểm:
- Số lượng và chủng loại máy
biến áp nhiều nên giá thành đầu
tư lớn.
-Tổn thất điện năng lớn.
-Vận hành phức tạp.

ST

HT

110 kV

220 kV

T2

T1

G1

STD G2

T3

STD G3 STD

AT1

SDP

T5

T4

AT2

STD

G4

G5 STD


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
----------------------------I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN

1. Phương án 4

Ưu điểm:
•Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở
các cấp điện áp.
•Công suất từ bộ MF + MF- MBATN
nối lên 220 kV được truyền trực tiếp
lên hệ thống nên tổn thất nhỏ.
•Số chủng loại MBA ít.
•MBATN có công suất lớn nên giá
thành sẽ rẻ hơn.
Nhược điểm:
-Ghép bộ MF + MF – MBATN, sẽ
giảm được một MBA ghép bộ nhưng
khi có sự cố MBATN sẽ dẫn đến mất
2 tổ máy phát và MBATN còn lại có
thể bị quá tải, tính liên tục cung cấp
điện sẽ không được đảm bảo.
-Vận hành phức tạp.

ST

HT
220 kV

110 kV

AT1

STD G1

T1

AT2

STD G2

STD G3

STD G4

STD

G5


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
----------------------------I. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN

Kết luận:
- So sánh giữa phương án 1 và 2 ta thấy sơ đồ nối dây của hai phương án đều đơn
giản như nhau, độ tin cậy cung cấp điện cao, đảm bảo về mặt kỹ thuật, nhưng vốn
đầu tư của phương án 2 lớn hơn phương án 1, vì có ba máy biến áp bên phía cao
áp.
- So sánh giữa phương án 1 và phương án 3 ta thấy phương án 3 không nối bộ
MF-MBATN nên số lượng, loại máy biến áp nhiều dẫn đến vận hành khó khăn và
chi phí máy biến áp rất lớn.
- Phương án 4 tuy số lượng máy biến áp ít nhưng khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp
tự ngẫu thì sẽ bị mất 2 tổ máy phát.
Tóm lại: Qua phân tích ở trên ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán

kinh tế và kỹ thuật, chọn ra phương án tối ưu để thiết kế nhà máy.


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
----------------------------II. PHƯƠNG ÁN 1

1.Chọn máy biến áp
- Chọn máy biến áp nối bộ T1,T2,T3
- Chọn máy biến áp tự ngẫu AT1, AT2
2.Phân bố công suất cho các máy biến áp
ở chế độ bình thường
- Với máy biến áp nối bộ T1,T2,T3
- Với máy biến áp tự ngẫu AT1, AT2

ST

HT
220 kV

T1

AT1

G1

STD G2

110 kV

T2

AT2

SDP
+STD

G3

SDP
+STD

T3

G4

STD

G5

3.Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp
Giả sử sự cố 1 máy biến áp ba pha 2 cuộn dây bên trung áp
Giả sử sự cố 1 máy biến áp liên lạc
Nhận xét:
Khi xét sự phân bố công suất và kiểm tra quá tải, các máy biến áp đã chọn đảm bảo
cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các chế độ trong phương án một này.

STD


Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN

----------------------------II. PHƯƠNG ÁN 1

4.Tính tổn thất điện năng trong các
máy biến áp
- Tổn thất điện năng của các máy biến
áp hai dây quấn T1, T2, T3
∆A b == 2491373,716 ( kWh ) = 2491,374 ( MWh )
T1

ST

HT
220 kV

T1

AT1

110 kV

T2

AT2

T3

T3
∆A T2
=
∆

A
b
b = 2347818,287 ( kWh ) = 2347,818 ( MWh )

- Tổn thất điện năng trong các máy biến
áp tự ngẫu
∆A AT1 = ∆A AT2  = 1341,048 ( MWh )
- Tổng tổn thất

∆A1 = 9869,106 ( MWh )

G1

STD G2

SDP
+STD

G3

SDP
+STD

G4

STD

G5

STD

Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
-----------------------------

1.Chọn máy biến áp
- Chọn máy biến áp nối bộ T1,T2,T3
- Chọn máy biến áp tự ngẫu AT1, AT2
2.Phân bố công suất cho các máy biến áp
ở chế độ bình thường
- Với máy biến áp đấu bộ T1,T2,T3
- Với máy biến áp tự ngẫu AT1, AT2

ST

HT

II. PHƯƠNG ÁN 2

220 kV

T1

AT1

T2

G1

STD

G2

STD

110 kV

AT2

G3 SDP
+STD

T3

G4

SDP
+STD

G5

STD

3.Kiểm tra quá tải cho các máy biến áp
Giả sử sự cố1 máy biến áp ba pha 2 cuộn dây bên trung áp
Giả sử sự cố1 máy biến áp liên lạc
Nhận xét:
Khi xét sự phân bố công suất và kiểm tra quá tải, các máy biến áp đã chọn cũng đảm
bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các chế độ trong phương án hai này.

Chương 2: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
----------------------------II. PHƯƠNG ÁN 2

4.Tính tổn thất điện năng trong các
máy biến áp
- Tổn thất điện năng của các máy biến
áp hai dây quấn T1, T2, T3

∆A T1
b

=

∆A T2
b

= 2491,374 ( MWh )

ST

HT
220 kV

T1

AT1

T2

110 kV

AT2

T3

∆A T3
b = 2347,818 ( MWh )
- Tổn thất điện năng trong các máy biến
áp tự ngẫu
∆A AT1 = ∆A AT2 =1112,013 ( MWh )
- Tổng tổn thất

∆A 2 = 9554,592 ( MWh)

G1

STD

G2

STD

G3 SDP
+STD

G4

SDP
+STD

G5

STD


Chương 3: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH
----------------------------I. PHƯƠNG ÁN 1

1.Tính điện kháng các phần tử trong sơ
đồ thay thế
- Điện kháng của hệ thống điện
- Điện kháng của các máy phát điện
- Điện kháng của đường dây 220KV
- .Điện kháng của máy biến áp 3 pha 2
cuộn dây
- .Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu
2.Tính toán ngắn mạch cho phương án 1
Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch
tại các điểm N1, N2, N3, N4 và N5
Kết quả

I"(kA)

I∞(kA)

IXK(kA)

N1

6,064

5,271

15,436

N2

11,301

8,160

28,768

N3

30,146

32,603

76,739

N4

28,352

10,282

72,172

N5

58,498

42,885

148,912


Chương 3: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH
----------------------------II. PHƯƠNG ÁN 2

1.Tính điện kháng các phần tử trong sơ
đồ thay thế
- Điện kháng của hệ thống điện
- Điện kháng của các máy phát điện
- Điện kháng của đường dây 220KV
- .Điện kháng của máy biến áp 3 pha 2
cuộn dây
- .Điện kháng của máy biến áp tự ngẫu
2.Tính toán ngắn mạch cho phương án
2
Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch
tại các điểm N1, N2, N3, N4 và N5
Kết quả

I"(kA)

I∞(kA)

IXK(kA)

N1

6,443

5,340

16,401

N2

10,329

7,827

26,293

N3

29,549

31,817

75,219

N4

28,352

10,282

72,172

N

57,901

42,099

147,392


Chương 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT VÀ CHỌN
PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Tổng kết so sánh hai phương án:
Vốn đầu tư ban

Chi phí vận hành

đầu

hàng năm

(.109 đồng)

(.109 đồng)

1

144,4

16,150

37,810

2

146

16,032

37,932

Phương án

Chi phí tính toán
(.109 đồng)

Nhận xét
 Về mặt kinh tế: Qua số liệu của bảng thống kê ta thấy phương án 1 đạt hiệu

quả về mặt kinh tế hơn.
 Về mặt kỹ thuật:
+ Hai phương án đều đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải.
+ Số máy cắt phía cao áp của phương án 1 ít hơn.
+ Phương án 1 dễ dàng phát triển hơn trong tương lai.
Qua những nhận xét trên ta chọn phương án 1 là phương án tối ưu để thiết kế
nhà máy.

Chương 5: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN






Chọn máy cắt điện và dao cách ly
Chọn thanh dẫn cứng cho mạch máy phát
Chọn máy biến điện áp và máy biến dòng điện
Chọn chống sét
Chọn thiết bị điện cho phụ tải địa phương

Chương 6: CHỌN SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ TỰ DÙNG




Chọn máy biến áp cấp một
Chọn máy biến áp cấp hai
Chọn máy cắt và aptomat cho mạch tự dùng

KẾT LUẬN


Đồ án đã hoàn thành việc tính toán, lựa chọn xác định được phương án thiết kế
tối ưu về kỹ thuật và kinh tế.



Đồ án đã tính chọn và kiểm tra các thiết bị trong nhà máy theo đúng các yêu
cầu về kỹ thuật, từ đó hoàn thành nhiệm vụ thiết kế phần điện trong nhà máy
nhiệt điện gồm 5 tổ máy.


SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG

T3

T2

T1

AT2

AT1

8FG10

~
TДHC
- 10000

~

8BK40
TMHC
-6300
8BM20

6 kV

ABB-1000

0,4 kV

CM1600N

~

~

~


S THIT B PHN PHI NGOI TRI PHA 220kV
30,0

22,5

A-A
Mạch đuờng dây

mặt bằng CủA thiết bị phân phối NGOàI TRờI 220kV

16,5

11,0

11,0

4000

3000

3000

4000

4000

5000

4000

6500

4500

3250

4000

4000

14500

3250

77000

11500

B-B

30,0

Mạch máy biến áp

22,5

4500

16,5

14500

14500
11,0

4000

11,0

3000

4000

4000

5000

6500

4500

3250

4000

4000

3250

3000

3000

1450

C-C
30,0

Mạch máy cắt nối

22,5

16,5

1450

4000

11,0

3000

4000

5000

4000

6500

4500

3250

8000

3250

3000

3000

3000

5000

2.3871


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được Đồ án này, em rất biết ơn sự giúp
đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Bộ môn Điện kỹ thuật Trường ĐH Quy Nhơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo hướng dẫn TS. HUỲNH ĐỨC HOÀN - Bộ môn Điện
kỹ thuật – Trường ĐH Quy Nhơn đã giúp đỡ, giới thiệu tài liệu,
cho các ý kiến đóng góp cần thiết để em hoàn thành Đồ án đúng
thời gian qui định.


XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN