Lời mở đầu in nng l mt nhng ngnh công nghiệp hàng đầu Ta thấy điện hầu hết tồn hoạt động sống sinh hoạt người ngừng trệ Và để đáp ứng phát triển phụ tải gia tăng nhu cầu dùng điện đất nước ngày nhiều nhà máy phát điện xây dựng Đồ án môn học Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp giúp chúng em có kiến thức góc nhìn sơ xây dựng nhà máy điện thực tế Với giúp đỡ bạn bè thầy cô môn đặc biệt giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu Khái em hoàn thành đồ án Em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn tồn thể thầy mơn lời cảm ơn chân thành Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Đặc thù điện sản xuất mà dự trữ Do đó, thời điểm, điện nhà máy phát phải cân với điện tiêu thụ phụ tải kể tổn thất điện truyền tải điện lưới điện Nếu không đảm bảo điều kiện chất lượng điện bị giảm sút nghiêm trọng gây tan rã hệ thống Do lượng điện tiêu thụ phụ tải thay đổi theo thời gian việc tìm đồ thị phụ tải quan trọng việc thiết kế vận hành nhà máy điện Dựa vào đồ thị phụ tải ta chọn phương án nối điện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật, phân bố tối ưu công suất tổ máy nhà máy điện vận hành tối ưu nhà máy điện hệ thống 1.1 Chọn máy phát điện Đề em thiết kế nhà máy điện gồm tổ máy, công suất tổ 55MW, với cấp điện áp máy phát 10kV Để thuận tiện cho việc xây dựng, sửa chữa vận hành nhà máy điện, ta chọn máy phát điên loại Tra sổ tay ta chọn tổ máy với số liệu cho bảng sau: Bảng1.1 Ký hiệu S (MVA) 68,75 P (MW) 55 Cos 0,8 U (kV) 10,5 I (kA) 3,462 Điện kháng tương đối X” X’ X 0,123 0,182 1,452 1.2 Tính tốn phụ tải cấp điện áp Phụ tải cấp điện áp cho bao gồm P max, cos bảng phần trăm công suất khoảng thời gian so với P max Từ cơng suất cho tính cơng suất biểu kiến phụ tải khoảng thời gian theo công thức: P P % P max St= t Pt = cos ϕ với 100 Trong : +St : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) +Pt : công suất tác dụng phụ tải thời điểm t (MW) +cos: hệ số công suất trung bình phụ tải +P% : cơng suất tính theo phần trăm Pmax phụ tải thời điểm t Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.1 Tính tốn phụ tải cấp điện áp máy phát Từ số liệu cho phụ tải cấp điện áp máy phát Pmax = 20(MW) cos=0,85 Ta có số liệu tính tốn phụ tải cấp điện áp máy phát cho bảng sau: Bảng 1.2 0-8 8-14 14-20 20-24 P(%) 60 80 100 70 Pt(MW) 12 16 20 14 St(MVA) 14,12 18,82 23,53 16,47 Từ số liệu tính toán bảng ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Hình 1.1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.2 Tính tốn đồ thị cấp điện áp trung (110kV) Từ số liệu cho phụ tải cấp điện áp trung Pmax=90MW cos = 0,86 Ta có bảng số liệu tính tốn phụ tải cấp điện áp trung: Bảng1.3 0–7 - 14 14 - 20 20 - 24 P(%) 70 90 100 75 Pt(MW) 63 81 90 67,5 SuT(MVA) 73,26 94,19 104,65 78,49 Từ số liệu bảng tính tốn ta vẽ đồ thị phụ tải cấp điện áp trung Hình 1.2 Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.3 Tính tốn cơng suất phát tồn nhà máy Nhà máy gồm tổ máy, tổ máy có cơng suất đặt 55MW, cơng suất phát cực đại tồn nhà máy : P NM = 4x55 = 220 MW Máy phát có hệ số cơng suất cos 0,8 Từ bảng số liệu phần trăm công suất phát tồn nhà máy, ta có bảng số liệu cơng suất phát thực nhà máy khoảng thời gian : Bảng1.4 0–7 - 14 14 - 20 20 - 24 PNMt(%) 80 90 100 70 PNMt (MW) 176 198 220 154 SNMt(MVA) 220 247,5 275 192,5 Từ bảng số liệu ta vẽ đồ thị phụ tải tồn nhà máy Hình 1.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.4 Tính cơng suất tự dùng nhà máy điện Ta xác định phụ tải tự dùng nhà máy nhiệt điện theo công thức sau : St S tdt =α S NM (0,4+0,6 ) S NM Trong Stdt : phụ tải tự dùng thời điểm t (MVA) SNM : cơng suất đặt tồn nhà máy, SNM = 250MVA St : công suất nhà máy phát thời điểm t (MVA)  : Phần trăm lượng điện tự dùng, = 6% Từ đồ thị phụ tải tồn nhà máy dựa vào cơng thức tính phụ tải tự dùng ta tính công suất tự dùng nhà máy điện thời điểm, ta số liệu tính tốn bảng : (với costd = 0,85) Bảng 1.5:Công suất tự dùng nhà máy SNMt(MVA) Stdt(MVA) Ptdt(MW) 0-7 220 - 14 247,5 14 - 20 275 20 - 24 192,5 17,6 14,96 18,92 16,082 20,24 17,204 16,28 13,838 Hình 1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng tồn nhà máy Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.5 Tính cơng suất hệ thống (220kV) Phương trình cân cơng suất tức thời tồn nhà máy (bỏ qua tổn thất công suất máy biến áp) : SNM(t) = SUF(t) + SUT(t) + SUC(t) + SHT(t) + STD(t) (MVA) Trong SUC = thời điểm Công suất tải hệ thống : SHT(t) = SNM(t) - [ SUF(t) + SUT(t) + STD(t) ] (MVA) Dựa vào số liệu tính tốn cấp điện áp, số liệu phụ tải toàn nhà máy dựa vào phương trình cân cơng suất ta tính cơng suất tải hệ thống Dưới bảng cân cơng suất tồn nhà máy : Bảng 1.6 SNMt(MVA) SUFt(MVA) SUTt(MVA) STDt(MVA) SHTt(MVA) 0-7 220 14,12 73,26 17,6 115,02 7-8 247,5 14,12 94,19 18,92 120,27 - 14 247,5 18,82 94,19 18,92 115,57 14 - 20 275 23,53 104,65 20,24 126,58 20- 24 192,5 16,47 78,49 16,28 81,26 Từ số liệu công suất tải hệ thống ta vẽ đồ thị phụ tải hệ thống : Hình 1.5 Đồ thị phụ tải hệ thống Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái 1.2.6 Các nhận xét  Phụ tải cấp điện áp phẳng, công suất lúc phụ tải cực tiểu khoảng 60% công suất cực đại  Phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ, nhà máy chủ yếu cung cấp cho phụ tải cấp điện áp trung đưa hệ thống  Tổng công suất hệ thống 1800 MVA, công suất dự trữ quay hệ thống 100MVA  Tổng công suất nhà máy 220MVA Do đó, hệ thống nhà đóng vai trị tương đối quan trọng Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 2.1 Chọn sơ đồ tối ưu Lựa chọn sơ đồ nối điện cho nhà máy điện công việc quan trọng thiết kế nhà máy Lựa chọn sơ đồ tối ưu kinh tế kỹ thuật mang lại lợi ích kinh tế lớn, độ tin cậy an toàn cung cấp điện Ta lựa chọn sơ đồ nối điện cho nhà máy điện dựa sở sau  Số lượng máy phát  công suất máy phát  công suất phụ tải cấp điện áp  công suất hệ thống điện  Sơ đồ nối điện cấp điện áp cần phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật sau :  Có hay khơng có góp điện áp máy phát Cần phải có góp điện áp máy phát phụ tải cấp điện áp máy phát lớn 30% công suất định mức máy  Số lượng máy phát điện nối vào góp điện áp máy phát phải thoả mãn điều kiện cho ngừng làm việc máy phát lớn nhất, máy phát lại đảm bảo cung cấp đủ cho phụ tải cấp điện áp máy phát phụ tải cấp điện áp trung ( trừ phần phụ tải nguồn khác nối vào góp điện áp trung cung cấp được)  Công suất máy phát điện – máy biện áp không lớn dự trữ quay hệ thống  Chỉ phép ghép máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây vào góp điện áp mà phụ tải cực tiểu lớn cơng suất Có tránh lúc phụ tải cực tiểu, không phát hết công suất công suất phải chuyển hai lần qua máy biến áp, tăng Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái tổn hao gây tải cho máy biến áp liên lạc ba cuộn dây Đối với máy biến áp tự ngẫu liên lạc khơng cần điều kiện  Khi phụ tải cấp điện áp máy phát nhỏ, để cung cấp cho lấy rẽ nhánh từ máy phát – máy biến áp, công suất lấy rẽ nhánh không vượt qua 15% công suất  Máy biến áp ba cuộn dây nên sử dụng công suất truyền tải qua cuộn dây không nhỏ công suất truyền tải qua cuộn dây Thông thường tỷ số công suất cuộn dây 100/100/100, 100/100/66,7 hay 100/66,7/66,7 nghĩa cuộn dây có cơng suất thấp 66,7% cơng suất định mức Do đó, truyền cơng suất qua cuộn dây q nhỏ khơng tận dụng khả tải  Khơng nên dùng q hai máy biến áp ba cuộn dây tự ngẫu để liên lạc hay tải điện cấp điện áp sơ đồ thiết bị phân phối phức tạp  Máy biến áp tự ngẫu sử dụng hai phía trung cao lưới điện có trung tính trực tiếp nối đất (U ¿ 110kV)  Khi công suất tải lên điện áp cao lớn dự trữ quay hệ thống phải đặt hai máy biến áp  Không nên nối song song máy biến áp hai cuộn dây với máy biến áp ba cuộn dây thường khơng chọn hai máy biến áp có tham số phù hợp với điều kiện để vận hành song song Nhà máy gồm tổ máy, công suất định mức tổ máy 55MW cung cấp điện cho phụ tải : - Phụ tải cấp điện áp máy phát 10kV - Phụ tải cấp điện áp trung 110kV - Phát công suất thừa lên hệ thống 220kV Phụ tải địa phương cấp điện áp 10kV có cơng suất SUFmax = 23,53MVA Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Cường Lớp HTĐ3-K46 GVHướng dẫn : PGS Nguyễn Hữu Khái