Đồ án tốt nghiệp vũ bá bình d5h2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.46 MB, 128 trang )
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy giáo, cô giáo của trường Đại
học Điện Lực, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện, các thầy cô đã dìu
dắt, trang bị kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập tại trường. Những
kiến thức quý báu, và sự giúp đỡ của các thầy cô đã giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ
của một kĩ sư trong tương lai cũng như trong cuộc sống.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy THS. PHẠM NGỌC HÙNG đã tận tình
giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp này.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 27 tháng 10 năm 2014
Vũ Bá Bình
SVTH: Vũ Bá Bình
Sinh viên
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
Độc lập – Tự do – Hạnh phúC
-----000-----
-----000-----
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Vũ Bá Bình
Lớp: Đ5H2
Hệ : Chính quy
Ngành học: Hệ thống điện
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Phần I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN.
Nhà máy điện kiểu: NĐNH gồm 4 tổ máy x 100 MW
Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây:
1. Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 20MW; cosφ = 0,83;
Gồm 4 lộ kép x 3MW x 3km và 4 lộ đơn x 2MW x 3km.
Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với
Icắt=21kA; tcắt = 0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm 2.
2. Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: Pmax = 150MW; cosφ = 0,84.
Gồm 1 kép x 70MW và 2 đơn 40MW .Biến thiên phụ tải theo thời gian như
bảng dưới.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: Pmax = 90MW; cosφ = 0,88.
Gồm 1 lộ kép x 90 MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới.
4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 120km. Công suất
hệ thống (Không kể công suất của nhà máy đang thiết kế) là 6000MVA. Dự trữ
quay của hệ thống 200MVA. Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ
thống SN= 4000 MVA
5. Phụ tải tự dùng: α td = 7%; cosφ = 0,82.
6. Biến thiên công suất phát của toàn nhà máy cho trong bảng.
Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
Giờ
0-5
5-8
8-11
11-14
14-17
17-20
20-22
22-24
S UF
90
90
90
100
100
100
100
90
S UT
90
80
80
90
90
100
90
90
STNM
90
80
80
80
100
100
100
90
SUC
90
90
80
95
95
95
95
90
Phần II: Tính toán ổn định trong nhà máy nhiệt điện
NỘI DUNG TÍNH TOÁN:
Phần I:
1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối dây
2. Tính toán chọn máy biến áp.
3. Tính toán ngắn mạch.
4. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.
5. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn.
6. Tính toán tự dùng.
Phần II: Tính toán ổn định trong nhà máy nhiệt điện
B ẢN VẼ:
1. Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy.
2.
3.
4.
5.
Sơ đồ các phương án.
Sơ đồ nối điện chính, kể cả tự dùng
Sơ đồ thiết bị phân phối ngoài trời.
Các bản vẽ cần thiết.
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
Ngày giao: 16/10/2014
Ngày hoàn thành: 08/01/2015
TRƯỞNG KHOA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TRẦN THANH SƠN
ThS. PHẠM NGỌC HÙNG
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
….…..............................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.................................................................................................................................
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
MỤC LỤC
CHƯƠNG I ................................................................................................................. 3
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY ................................................. 3
1.1 LỰA CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ....................................... 3
1.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT ....................................................... 3
1.3 ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY ....................................................................... 10
1.3.A CƠ SỞ CHUNG ĐỂ THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY: ................................... 10
1.3.B. ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .................................................................. 11
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG I ............................................................................................ 14
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP .................................................. 15
A.PHƯƠNG ÁN 1 ......................................................................................................... 15
2.1.A MÁY BIẾN ÁP HAI CUỘN DÂY TRONG SƠ ĐỒ BỘ MPĐ-MBA HAI CUỘN DÂY CHO
PHƯƠNG ÁN 1 ..................................................................................................... 15
2.1.B MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC. ..................................................................................... 16
2.1.C MÁY BIẾN ÁP 2 CUỘN DÂY KHÔNG ĐIỀU CHỈNH DƯỚI TẢI ................................... 17
2.1.D MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU CÓ ĐIỀU CHỈNH DƯỚI TẢI ............................................... 17
2.1.E KIỂM TRA QUÁ TẢI ............................................................................................. 18
2.1.F MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC ...................................................................................... 18
2.1.G TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP ............................................... 22
B.PHƯƠNG ÁN 2 ......................................................................................................... 24
2.2.A PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MÁY BIẾN ÁP ............................................................ 24
2.2.B MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC ..................................................................................... 25
2.2.C CHỌN MÁY BIẾN ÁP HAI CUỘN DÂY TRONG SƠ ĐỒ BỘ MFĐ-MBA HAI CUỘN DÂY
........................................................................................................................... 26
2.2.D. MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC ..................................................................................... 27
2.2.E. KIỂM TRA QUÁ TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP ........................................................ 28
2.2.F. TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP .............................................. 31
CHƯƠNG III ............................................................................................................. 33
TÍNH TOÁN KINH TẾ- KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ...................... 33
3.1 TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT – CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .................................... 35
3.1.A VỀ MẶT KINH TẾ ................................................................................................ 35
3.1.B. VỀ MẶT KỸ THUẬT............................................................................................ 37
3.2. TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN .......................................................... 37
3.2.A. PHƯƠNG ÁN 1 ................................................................................................... 37
3.2.B PHƯƠNG ÁN 2 .................................................................................................... 38
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
3.3 KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG III .................................................................................. 39
CHƯƠNG IV :TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH ........................................................................ 40
4.1.A CHỌN ĐIỂM NGẮN MẠCH ................................................................................... 42
4.2.A. LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ ...................................................................................... 43
4.3.A TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH THEO ĐIỂM................................................................ 44
4.3.1.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N1 ..................................................................................... 44
4.3.2.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N2 ..................................................................................... 47
4.3.3.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N3 .................................................................................... 49
4.3.4.A. ĐIỂM NGẮN MẠCH N 3' ................................................................................... 52
4.3.5.A ĐIỂM NGẮN MẠCH N4 ..................................................................................... 53
CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIÊN VÀ DÂY DẪN ................................................. 55
5.1 TÍNH TOÁN DÒNG CƯỠNG BỨC CÁC CẤP ĐIỆN ÁP ................................................... 55
5.1.1 CÁC MẠCH PHÍA CAO ÁP 220 KV ........................................................................ 56
5.1.2 PHÍA TRUNG ÁP :110 KV .................................................................................... 57
5.1.3 PHÍA HẠ ÁP: 10,5 KV ........................................................................................... 57
5.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ DAO CÁCH LY ......................................................................... 58
5.2.1 CHỌN MÁY CẮT ................................................................................................. 58
5.2.2 CHỌN DAO CÁCH LY .......................................................................................... 59
5.3. CHỌN THANH DẪN CỨNG ĐẦU CỰC MÁY PHÁT ..................................................... 60
5.3.1.CHỌN LOẠI VÀ TIẾT DIỆN THANH DẪN CỨNG ...................................................... 60
5.3.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐỘNG CÓ XÉT ĐẾN DAO ĐỘNG RIÊNG .................................... 62
5.3.4 CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN CỨNG ......................................................................... 63
5.4. CHỌN THANH GÓP MỀM ....................................................................................... 64
5.5. CHỌN CÁP VÀ CHỌN KHÁNG ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY .................................................... 68
5.6. CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG ............................................................................ 75
5.7 CHỌN CHỐNG SÉT VAN (CSV) .............................................................................. 82
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN TỰ DÙNG .................................................................... 83
6.1. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG ........................................................................... 83
6.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG ............................................................................... 84
6.2.1 . CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP1 ( 6,3KV) .................................................... 84
6.2.2 . CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG CẤP 2 (0,4 KV) ................................................... 85
6.3 CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN TỰ DÙNG ................................................................................. 86
6.4 CHỌN MÁY CẮT TỰ DÙNG CẤP 6 KV ...................................................................... 86
6.5 CHỌN APTOMAT CHO MẠCH TỰ DÙNG PHÍA HẠ ÁP ................................................. 87
̣ CHƯƠNG I ............................................................................................ 88
KẾT LUÂN
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
PHẦN II: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ............................................................................. 89
TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN............................................................................ 89
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN ỔN ĐIN
̣ H TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ............. 90
1.1 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TĨNH ..................................................................................... 90
1.1.1 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ ......................................................................................... 90
.1.2 BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ VỀ DẠNG ĐƠN GIẢN ..................................................................... 94
1.1.4 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ DỰ TRỮ .................................................................................. 104
1.2 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐỘNG.................................................................................. 105
1.2.1 LẬP ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT CHO CÁC CHẾ ĐỘ: ................................................... 105
1.3 XÁC ĐỊNH GÓC CẮT TỚI HẠN ............................................................................... 110
1.3.1 XÁC ĐỊNH MIỀN CẮT GIỚI HẠN ......................................................................... 110
1.3.2 TÍNH GÓC CẮT GIỚI HẠN .................................................................................. 111
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................... 115
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH 1.1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY .......................................................... 10
HÌNH 1.2. PHƯƠNG ÁN 1 ............................................................................................. 11
HÌNH 1.3. PHƯƠNG ÁN 2 ............................................................................................. 11
HÌNH 1.4. PHƯƠNG ÁN 3 ............................................................................................ 13
HÌNH 2.1: HÌNH PHƯƠNG ÁN 1 ................................................................................... 15
HÌNH 2.2 : PHÂN BỐ LẠI CÔNG SUẤT TẠI SỰ CỐ 1 ....................................................... 19
HÌNH 2.3: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TẠI SỰ CỐ HỎNG MBA-TN B2 .................................. 20
HÌNH 2.4: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT HỎNG MBA-TN B2 KHI UT CỰC TIỂU ...................... 21
HÌNH 2.5: HÌNH PHƯƠNG ÁN 2 ................................................................................... 24
HÌNH 2.6: PHÂN BỐ LẠI CÔNG SUẤT KHI B4 SỰ CỐ ...................................................... 29
HÌNH 2.7: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT KHI HỎNG MBA B2 .................................................. 30
HÌNH 3.1.SƠ ĐỒ TBPP PHƯƠNG ÁN I .......................................................................... 34
HÌNH 3.2.SƠ ĐỒ TBPP PHƯƠNG ÁN 2 ......................................................................... 35
HÌNH 4.1 :XÁC ĐỊNH ĐIỂM NGẮN MẠCH, PHƯƠNG ÁN I ............................................... 42
HÌNH 4.2: SƠ ĐỒ THAY THẾ PHƯƠNG ÁN 1 .................................................................. 43
HÌNH 4.3: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH N1 ...................................................... 44
HÌNH 4.4:BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ BƯỚC 1 .............................................................................. 45
HÌNH 4.5: SƠ ĐỒ BƯỚC 2 ............................................................................................ 45
HÌNH 4.6: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐƠN GIẢN ....................................................................... 46
HÌNH 4.7:SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH N2 ....................................................... 47
HÌNH 4.8:BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ BƯỚC 2 .............................................................................. 48
HÌNH 4.9:SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐƠN GIẢN ........................................................................ 48
HÌNH 4.10: SƠ ĐỒ ĐIỂM NGẮN MẠCH N3 .................................................................... 50
HÌNH 4.11: BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ THAY THẾ BƯỚC 1 ........................................................... 50
HÌNH 4.12: BIẾN ĐỔI SƠ ĐỒ THAY THẾ BƯỚC 1 ........................................................... 51
HÌNH 4.13 : SƠ ĐỒ THAY THẾ DẠNG ĐƠN GIẢN ........................................................... 51
HÌNH 4.14: SƠ ĐỒ THAY THẾ ĐIỂM NGẮN MẠCH N 3' ................................................... 52
HÌNH 5.1 : SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ........................................................................ 55
HÌNH 5.1: HÌNH THANH DẪN CỨNG HÌNH MÁNG ......................................................... 61
HÌNH 5.2: CHỌN SỨ ĐỠ THANH DẪN CỨNG ................................................................. 64
HÌNH 5.2: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN ÁP CẤP MÁY PHÁT ĐIỆN BẰNG KHÁNG KÉP ........................ 75
HÌNH 5.3: SƠ ĐỒ NỐI DỤNG CỤ ĐO VÀO MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN 81
HÌNH 6.1: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ................................. 84
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
BẢNG 1.1: THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN TB-100-2 ........................................................ 3
BẢNG 1.2: BẢNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY: ..................................... 5
BẢNG 1.3: BẢNG CÔNG SUẤT CẤP ĐIỆN ÁP 110KV: ....................................................... 5
BẢNG 1.4:CÔNG SUẤT CẤP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ............................................................. 6
BẢNG 1.5 : BẢNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY ............................... 7
BẢNG 1.6 : BẢNG PHÂN BỐ CÔNG SUẤT PHỤ TẢI PHÍA CAO ........................................... 8
BẢNG 1.7 : BẢNG PHÂN CÔNG SUẤT PHÁT NHÀ MÁY TỪNG THỜI ĐIỂM TRONG NGÀY : ... 9
BẢNG2.1: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC CUỘN DÂY MÁY BIẾN ÁP............................. 17
BẢNG2.2: THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP B3 VÀ B4 .............................................................. 17
BẢNG2.3: THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP B1 VÀ B2 .............................................................. 18
BẢNG2.4: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO CÁC CUỘN DÂY MÁY BIẾN ÁP LIÊN LẠC .............. 26
BẢNG 2.5: THÔNG SỐ KĨ THUẬT MÁY BIẾN ÁP B4 VÀ B3 .............................................. 27
BẢNG 2.6: THÔNG SỐ KĨ THUẬT MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU .............................................. 28
BẢNG 2.7: TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA HAI PHƯƠNG ÁN .............................................. 32
BẢNG 3.1 TỔNG KẾT HAI PHƯƠNG ÁN ......................................................................... 39
BẢNG 4.1: TỔNG KẾT DÒNG NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 1 ............................ 54
BẢNG 5.1 BẢNG TỔNG KẾT ICB Ở CÁC CẤP ĐIỆN ÁP ...................................................... 58
BẢNG 5.2: LỰA CHỌN MÁY CẮT ................................................................................. 59
BẢNG 5.3 LỰA CHỌN DAO CÁCH LY ............................................................................ 59
BẢNG 5.4: CHỌN THANH DẪN CỨNG HÌNH MÁNG ........................................................ 61
BẢNG 5.5 THÔNG SỐ SỨ ĐỠ ....................................................................................... 63
BẢNG 5.6.BẢNG GIÁ TRỊ DÒNG NM 3 PHA CÁC THỜI ĐIỂM TẠI N1: ............................. 66
BẢNG 5.7.BẢNG GIÁ TRỊ DÒNG NM 3 PHA CÁC THỜI ĐIỂM TẠI N1: ............................. 68
BẢNG 5.8: THÔNG SỐ KỸ THUẬT DÂY CÁP KÉP ........................................................... 70
BẢNG 5.9: THÔNG SỐ KỸ THUẬT DÂY CÁP KÉP ........................................................... 71
BẢNG 5.10: THÔNG SỐ KỸ THUẬT DÂY CÁP DƠN......................................................... 71
BẢNG 5.11: THÔNG SỐ KĨ THUẬT KHÁNG ĐIỆN ........................................................... 74
BẢNG 5.12: THÔNG SỐ KỸ THUẬT MÁY CẮT SAU KHÁNG ............................................ 75
BẢNG 5.13: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP .......................................... 76
BẢNG 5.14: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN DÒNG CẤP 220KV .......................... 76
BẢNG 5.15: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP CÂP 110KV ...................... 77
BẢNG 5.16: THÔNG SỐ KỸ THUẬT MÁY BIẾN DÒNG CẤP 110KV ................................. 77
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
BẢNG 5.17: PHỤ TẢI BU CẦN PHẢI PHÂN BỐ CHO CẢ HAI BIẾN ĐIỆN ÁP....................... 78
BẢNG 5.18: THÔNG SỐ CỦA BU CẦN LỰA CHỌN ......................................................... 79
BẢNG 5.19: BẢNG PHỤ TẢI CÁC DỤNG CỤ ĐO ............................................................. 80
BẢNG 5.20: THÔNG SỐ CỦA CHỐNG SÉT VAN .............................................................. 82
BẢNG 6.1. BẢNG CHỌN MBA TỰ DÙNG CẤP 6,3 KV.................................................... 85
BẢNG 6.2 BẢNG CHỌN MBA TỰ DÙNG CẤP ĐIỆN ÁP 0,4 KV ....................................... 85
BẢNG 6.3 THÔNG SỐ MÁY CẮT CẤP 10,5 KV ............................................................... 86
BẢNG 6.4 THÔNG SỐ DAO CÁCH LY CẤP 10,5 KV ........................................................ 86
BẢNG 6.5. THÔNG SỐ MÁY CẮT CẤP ĐIỆN ÁP 6,3 KV ................................................... 87
BẢNG 6.6. THÔNG SỐ APTOMAT ................................................................................. 88
SVTH: Vũ Bá Bình
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
LỜI NÓI ĐẦU
===***===
Trong nền kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về việc sử
dụng điện năng cho các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, sinh hoạt …
tăng lên một cách đáng kể và việc xây mới một nhà máy điện là một nhu cầu tất yếu và
vô cùng cần thiết.
Xây dựng mới một nhà máy điện là một vấn đề rất quan trọng, nó sẽ tăng tính ổn
định của hệ thống, giảm thiểu vấn đề thiếu điện năng đồng thời nâng cao và đảm bảo
về vấn đề cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ.
Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế – kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không nhỏ
cho nền kinh tế và hệ thống điện.Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt
điện và tính toán chế độ vận hành tối ưu không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố
toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên nghành hệ thống điện trước khi xâm
nhập thực tế... Sau khi học xong chương trình đào tạo của ngành hệ thống điện, và
xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau:
Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện, gồm 4 tổ máy với công suất
mỗi tổ máy là 100 MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp
110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài
120 km.Đồ án gồm 6 chương:
-
Chương I : Tính toán phụ tải và chọn sơ đồ nối dây
-
Chương II : Tính toán và chọn máy biến áp
-
Chương III : Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án tối ưu
-
Chương IV : Tính toán dòng ngắn mạch
-
Chương V : Chọn khí cụ điện và dây dẫn
-
Chương VI: Tính toán tự dùng
Phần II: Tính toán ổn định trong nhà máy nhiệt điện
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 1
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
PHẦN I
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 2
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Trong quá trình thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện, số lượng máy phát và
công suất của mỗi máy phát đã được đề suất từ trước. Do đó việc tính toán phụ tải làm
căn cứ cho việc lập các phương án nối dây giúp người thiết kế có cơ sở định hình tiến
đến lựa chọn các phương án nối dây sao cho tối ưu.
Các bước để thực hiện việc tính toán phụ tải và chọn phương án nối dây được thực
hiện trong chương I này:
1.1 Lựa chọn máy phát điện trong nhà máy nhiệt điện
Theo yêu cầu thiết kế: nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy với mỗi tổ máy là 100 MW.
Tra trong sách thiết kế nhà máy điện PGS.TS Phạm Văn Hòa và Th.S Phạm Ngọc
Hùng (bảng 1.1 máy phát điện đồng bộ tuabin hơi) ta chọn được loại máy phát điện
đồng bộ tua bin hơi TB-100-2 với các thông số kĩ thuật như sau:
Bảng 1.1: Thông số máy phát điện TB-100-2
Sđm
Pđm
MVA
MW
117,5
100
Uđm
Iđm
N
Điện kháng tương đối
kV
kA
V/ph
Xd’’
Xd’
Xd
0,183
0,263
1,79
cos
0,85
10,5 6,475 3000
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát
điện ra phát phải hoàn toàn cân bằng với lương điện năng tiêu thụ ở các hộ tiêu thụ kể
cả tổn thất điện năng.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi.
Việc nắm bắt được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải la điều rất quan
trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào đồ thị phụ tải mà ta có thể lựa chọn
được các phương án nối điện hợp lý, dảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật , nâng
cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép chọn đúng
công suất các máy biến áp và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong
cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải
của các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 3
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
số cos tb của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải của các cấp điện áp
theo cực đại. Công thức chung để tính toán thiết kế như sau :
S
P%
.Pmax
100.cos
Trong đó :
S : Công suất biểu kiến của phụ tải ở từng cấp điện áp.
Pmax : Công suất tác dụng cực đại.
P% : Công suất tính theo % của công suất cực đại.
cos : |Hệ suất công suất phụ tải
1.2.1. Công suất phát của nhà máy:
Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát điện có: PF =100MW,
cos 0,85
Do đó công suất biểu kiến của mổi tổ máy là:
S F
PF
100
117, 470( MVA)
cos 0,85
Tổng công suất đặt nhà máy là :
PNM 4 PF 4 100 400(MW)
S NM 4 S NM 4 117, 470 470,588( MVA)
Từ biểu đồ phát công suất của nhà máy,ta tính được công suất phát ra của nhà máy
tại từng thời điểm trong ngày:
PTNM (t ) p (t ) PTNM max
STNM (t ) p (t ) STNM max
Kết quả tính toán cho ta bảng công suất phát của nhà máy:
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 4
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
Bảng 1.2: Bảng cân bằng công suất phát của nhà máy:
Giờ
0 5 8
5
8 11
11 14
14
17
17
20
20
22
22
24
STNM
90
80
80
80
100
100
100
90
320
320
320
400
400
400
360
376,47
1
376,47
1
376,47
1
470,5
9
470,5
9
470,5
9
423,5
3
%
PTNM (t ), 360
( MW )
STNM (t ),
( MVA )
423,5
3
1.2.2 Phụ tải trung áp 110kV
Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm 1 đường dây kép và 2 đường dây đơn với
công suất các mạch như nhau.
Phụ tải cấp điện áp trung có PUtmax=150MW, cos 0,85 Suy ra:
P
150
UT max
SUTmax cos 0,84 178,571( MW )
UT
Từ đồ thị phụ tải tính theo %Pmax ta tính được nhu cầu công suất tại từng thời
điểm trong ngày :
PUT(t)=p(t) x PUTmax
SUT(t)=p(t) x SUTmax
Kết quả tính toán cho ta bảng công suất cấp điện 110kV:
Bảng 1.3 bảng công suất cấp điện áp 110kV:
Giờ
SUT
0 5 5 8
8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24
90
80
80
90
90
100
90
90
135
120
120
135
134
150
135
135
142,8
6
142,8
6
160,71
4
160,71
4
178,57
4
160,71
4
160,71
4
%
P T(t)
(MVA
)
160,71
4
MVA)
ST (t )
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 5
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
1.2.3 phụ tải cấp điện áp máy phát
Phụ tải cấp điện áp máy phát bao gồm:
4 đường dây kep x 3MW x 3km
4 đường dây đơn x 2MW x 3km
PUFmax =20MVA cos = 0,83 suy ra:
SUFmax
PUFmax
20
24, 096( MW)
cos 0,83
Từ đồ thị phụ tải tính theo %P
max ta tính được nhu cầu công suất tại từng thời
điểm trong ngày :
PUT(t)=p(t) x PUTmax
SUT(t)=p(t) x SUTmax
Kết quả tính toán cho ta bảng công suất cấp điện áp máy phát :
Bảng 1.4 công suất cấp điện áp máy phát
Giờ
SUF
0 5 5 8
8 11
11 14 14 17 17 20 20 22 22 24
90
90
90
100
100
100
100
90
18
18
18
20
20
20
20
18
%
PUF(t)
(MVA)
SUF(t)
21,687 21,687 21,687 24,096 24,096 24,096 24,096 21,687
(MVA)
1.2.4. Công suất phụ tải tự dùng
Công suất phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức
sau:
STD (t )
TD %
PNM
S (t )
(0, 4 0, 6 NM )
100 cos TD
.S NM
.
(1.2)
Trong đó:
STD(t): Công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t,MVA.
TD % : Lượng điện phần trăm tự dùng, TD % 8% .
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 6
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
cos TD : Hệ số công suất phụ tải tự dùng, cos TD 0,82 .
PNM=400MW công suất tác dụng của nhà máy
SNM(t): Công suất phát của nhà máy tại thời điểm t,MVA.
SNM :Công suất đặt của toàn nhà máy.SNM=470,588MVA
Kêt quả tinh toán cho ta bảng cân bằng công suất tự dùng của nhà máy:
Bảng 1.5 : bảng cân bằng công suất tự dùng của nhà máy
Giờ
STNM%
0 5
90
5 8
80
8 11
11 14
80
80
14
17
20
22
17
20
22
24
100
100
100
90
STNM(t) 423,53 376,471 376,471 376,471 470,59 470,59 470,59 423,53
(MVA)
STD(t) 32,098 30,049
30,049
30,049 34,146 34,146 34,146 32,098
(MVA)
1.2.5 phụ tải cấp điện áp cao 220kV
Phụ tải cấp điện áp bao gồm 1đường dây kép x 90MW
PUTmax =90MVA cos = 0,88 suy ra:
SUTmax
PUTmax
90
102,73( MW)
cos 0,88
Từ đồ thị phụ tải tính theo %P
max ta tính được nhu cầu công suất tại từng thời
điểm trong ngày :
PUC(t)=p(t) x P UCmax
SUC(t)=p(t) x SUCmax
Kết quả tính toán cho ta bảng công suất cấp điện áp 220kV:
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 7
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
Bảng 1.6 : Bảng phân bố công suất phụ tải phía cao :
Giờ
0 5
SUC%
90
90
80
95
95
95
95
90
PUC(t)
81
81
72
85,5
85,5
85,5
85,5
81
97,16
97,16
97,16
97,16
92,045
5 8
8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24
(MVA)
SC(t)
92,045 92,045 81,818
(MVA)
1.2.6 Công suất phát về hệ thống
Nhà máy phát công suất lên hệ thống qua 2 lộ đường dây 220kV, chiều dài mỗi
lộ 120km
Công suất phát vào hệ thống được xác định theo công thức sau :
SVHT t S NM t SUF t SUT t SUC t STD t
S C (t ) SUC t SVHT t
Trong đó:
SVHT(t):công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA.
SNM(t):công suất phát toàn nhà máy tại thời điểm t, MVA.
SUF(t):công suất máy phát tại thời điểm t, MVA.
SUT(t):công suất phụ tải cấp điện áp trung áp tại thời điểm t, MVA.
SUC(t):công suất phụ tải cấp điện áp cao áp tại thời điểm t, MVA.
STD(t):công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA.
Dựa vao các kết quả tính toán trước ta tính được công suất phát về hệ thống của
nhà máy tại từng thời điểm trong ngay.
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 8
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
Bảng 1.7 : bảng phân công suất phát nhà máy từng thời điểm trong ngày :
t(h)
SNM(MV
A)
0 5
5 8
8 11 11 14 14 17 17 20 20 22 22 24
423,53 376,47 376,47 376,47 470,59 470,59 470,59 423,53
1
1
1
STD(MVA 32,098 30,049 30,049 30,049 34,146 34,146 34,146 32,098
)
SUF(MVA 21,687 21,687 21,687 24,096 24,096 24,096 24,096 21,687
)
SUT(MVA 160,71 142,86 142,86 160,71 160,71 178,57 160,71 160,71
)
4
4
4
4
4
4
SUC(MVA 92,045 92,045 81,818 97,16
97,16
97,16
97,16 92,045
)
SVHT(MV
A)
116,98 89,830 100,05 64,452 154,47 136,61 154,47 116,98
6
4
3
4
Từ bảng trên ta thấy :
. Công suất phát vào hệ thống (SVHT):
+ SVHTmax=154,47MVA từ 14h – 17h và 20h – 22h
+ SVHTmin=64,45MVA từ 11h – 14h
. Phụ tải trung ap (ST):
+ STmax=178,574MVA từ 17h – 20h
+ STmin=142,68MVA từ 5h – 8h và 8h – 11h
. Phụ tải cao áp (SC):
+ SCmax=97,16MVA từ 11h – 14h, 14h – 17h, 17h – 20h và 20h – 22h
+ SCmin=81,81MVA từ 8h – 11h
. Phụ tải địa phương có :
+ SUFmax=24,096MVA từ 11h – 14h, 14h –17h, 17h – 20h và 20h – 22h
+ SUFmin=21,687MVA từ 0h – 5h, 5h – 8h, 8h – 11h và 22h – 24h
Đồ thị phụ tải cua toàn nhà máy :
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 9
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
SMVA
500
475
450
425
400
SUC
375
350
325
SVHT
300
275
SUT
250
225
200
STD
175
150
125
SUF
100
75
50
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hình 1.1 Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy
1.3 Đề suất các phương án nối dây
1.3.1 Cơ sở chung để thành lập các phương án nối dây:
- Ta xét điều kiện như sau:
SDPmax
24, 096
100 10, 2536% 15%
2 SdmF 2 117,5
- Như vậy không cần chọn thanh góp cấp điện áp máy phát.
-Vì trị số không quá 15% công suất định mức của một tổ máy phát nên không có thanh
góp.
+Trường hợp có 3 cấp điện áp (11kV,110kV,220kV) thỏa mãn 2 điều kiện sau:
-
Lưới 110kV và 220kV là lưới trung tính trực tiếp nối đất.
-
Hệ số có lợi :
-
U C U T 220 110
0,5
UC
220
Vậy ta có thể dùng 2 MBA tự ngẫu làm liên lạc.
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 10
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
+ Chọn số lượng máy phát ghép trực tiếp lên lưới, nếu MBA liên lạc là máy biến áp
3 quận dây thì xét điều kiện để ghép số bộ MF-MBA bên trung phải thỏa mãn điều
kiện sau:
-
SUT
178,574
max
1,519 S dmF 117, 5
SdmF
117,5
có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây lên phía trung áp.
+ Tổ máy với công suất trung bình 4 x 100 MVA không thể ghép chung 2 MBA với 1
máy phát vì:
SdmF = 2.SdmF = 2.117,5 = 235 MVA > Sdu phong = 200 MVA
1.3.2. Đề xuất các phương án nối dây
+ Phương án 1
- Phía trung áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp 3 pha 2 dây quấn .
- Phía cao áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp tự ngẫu.
- Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu
HT
S UT
S UC
220 kV
B1
110 kV
B2
S TD
S DP S TD
F1
B4
B3
S DP
S TD
S TD
F2
F3
F4
Hình 1.2 phương án 1
+ Ưu điểm:
- Chủng loại máy biến áp ít .
- Vận hành đơn giản,linh hoạt, giảm được tối đa thiết bị lên thanh góp.
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 11
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
+ Nhược điểm:
- Tổn thất công suất lớn vì phía trung luôn thừa công suất nên gây tổn thất hai lần khi
truyền qua máy biến áp hợp bộ và máy biến áp tự ngẫu gây tổn hao công suất.
+ Phương án 2
- Phía trung áp có 1 máy phát - máy biến áp 3 pha 2 dây cuốn.
- Phía cao áp có 3 máy phát - 2 bộ máy biến áp tự ngẫu-1 bộ máy biến áp 3 pha 2 dây
cuốn.
- Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu.
Hình 1.3 phương án 2
+ Nhận xét:
- Trong phương án này có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh cái điện áp 110kV
và có 1 bộ MF-MBA nối lên thanh cái điện áp 220kV. Hai MBA tự ngẫu liên lạc giữa
các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống vừa truyền tải công
suất thừa sang phía 110kV hoặc nhận lại khi thiếu.
+ Ưu điểm:
- Vận hành đơn giản
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 12
Đồ án tốt nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: PHẠM NGỌC HÙNG
- Công suất truyền tải từ phía cao sang phía trung qua MBA tự ngẫu nhỏ nên tổn hao
công suất nhỏ vì máy biến áp tự ngẫu có các đầu phân nấc nên có thể điều chỉnh được
giúp giảm thiểu tổn hao công suất.
+ Nhược điểm:
- Có 2 bộ MF-MBA 2 cuộn dây bên cao nên giá thành thiết bị cao hơn so với phương
án
+ Phương án 3
- Phía trung áp ta dùng 1 bộ máy phát –máy biến áp 3 pha 2 dây quấn .
- Phía cao áp ta dùng 2 bộ máy phát –máy biến áp tự ngẫu và 3 bộ máy phát -máy biến
áp 3 pha 2 dây quấn.
- Sự liên lạc giữa phía cao và phía trung được thông qua máy biến áp tự ngẫu.
HT
SUT
SUC
220 kV
B1
STD
F1
STD
B2
F2
F3
110 kV
B3
B4
STD
SDP
B6
B5
F4
STD
Hình 1.4. phương án 3
+ Ưu điểm:
- S UF không phụ thuộc vào máy phát ( vì lấy điện từ MBATN).
+ Nhược điểm :
- Do bộ MF-MBA B1,B2,B3 ở phía cao nên đắt tiền hơn so với phương án A.
- Phải sử dụng 3 loại MBA nên khó khăn trong việc vận hành và sữa chữa.
- Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều dẫn đến giá thành cao.
Vũ Bá Bình – Đ5H2
Page 13
