Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page1 LỜI NÓI ĐẦU Ngành điện nói riêng và ngành năng lượng nói chung đóng góp một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhà máy điệnlà một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống điện. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện, cũng như sự phát triển hệ thống năng lượng quốc gia là sự phát triển của các nhà máy điện. Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế kĩ thuật trong thiết kế nhà máy điện sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung cũng như hệ thống điện nói riêng… Sau khi học xong chương trình của nghành 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 thủy điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 63MW, 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 50 Km. Phần 2: Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV. Em xin chân thành cám ơn: các thầy cô giáo Trường đại học Điện Lực đã trang bị kiến thức cho em trong quá trình học tập. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là TS. Nguyễn Nhất Tùng. Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi nhưng thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô để em rút kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu. Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 9 tháng 1 năm 2014 Sinh viên Đỗ Minh Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page2 PHẦN I :THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page3 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT,CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Ở chương này công việc là tính toán xác định các phụ tải ở các cấp điện áp và lượng công suất cần thiết để trao đổi với nhà máy.Xây dựng các bảng phân phối và cân bằng công suất toàn nhà máy.Sau đó lựa chọn ra các phương án nối điện an toàn hợp lý. Quá trình tính toán như sau: 1. Tính toán chọn máy phát điện 1.1 Chọn máy phát điện Theo yêu cầu thiết kế : Nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy phát, công suất mỗi tổ máy phát là 63 MW. Từ bảng 1.1 sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp, ta chọn được máy phát điên TBf-63-2có các thông số như trong bảng sau: Bảng 1.1: Thông số máy phát điện Loại máy phát Thông số định mức Điện kháng tương đối N nv/ph SdmMVA PdmMW UdmkV cos j IkA X’’ d X’ d X d TBf-63- 2 3000 78,75 63 10,5 0,8 4,33 0,153 0,224 2,199 2 Tính toán cân bằng công suất 2.1 Phụ tải toàn nhà máy Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định như sau: max TNMTNMTNM TNMTNM P%(t).PP(t) P(t);S(t) 100cos == j Trong đó: TNM P(t) : Công suất tác dụng của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t. TNM P%(t) : Công suất tác dụng tính theo phần trăm của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t. Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page4 max TNM P : Công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải toàn nhà máy. TNM S(t) : Công suất biểu kiến của phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t. cos j : hệ số công suất định mức (=0,8). Ta có bảng công suất phụ tải toàn nhà máy tại thời điểm t. Bảng 1.2 : Bảng biến thiên công suất phụ tải toàn nhà máy Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 P TNM %(MVA) 80 80 90 100 100 95 90 P TNM (MVA) 201,6 201,6 226,8 252 252 239,4 226,8 S TNM (MVA) 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5 0 6 9 12 16 20 22 24 252 283.5 315 299.25 283.5 t, h 50 100 150 200 250 300 350 S , MVA Hình 1.1: Đồ thị phát công suất nhà máy 2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải tự dùng của nhà máy chiếm 8% điện năng phát ra của nhà máy, Như vậy lượng tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày: TNMTNM TD TDTNM PS(t) α% S(t) = (0,4+0,6) 100cosφ S × Trong đó: S TD (t): công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page5 α %: lượng điện phần trăm tự dùng, Với α=11,2% TD cos φ : hệ số công suất phụ tải tự dùng, Cosφ=0,82 P TNM , S TNM : công suất tác dụng và công suất biểu kiến định mức toàn nhà máy S TNM (t): công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t Bảng 1.3 : Bảng biến thiên công suất phụ tải tự dùng Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 S TNM (MVA) 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5 ( ) TD SMVA 24,23 24,23 29,1 34,42 34,42 31,72 29,1 0 6 9 12 16 20 22 24 t, h 5 10 15 20 25 30 35 S , MVA 24.23 29.1 34.42 31.72 29.1 Hình 1.2: Đồ thị công suất tự dùng nhà máy 2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp : Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo công thức sau: max P S(t) = P%(t) cosφ Trong đó: S(t) : công suất phụ tải thời điểm t p max : công suất cực đại của phụ tải cosj: hệ số công suất Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page6 P%(t) : phần trăm công suất của phụ tải tại thời điểmt 2.3.1 Phụ tải địa phương (Phụ tải cấp điện áp máy phát) P UFmax = 10 MW ; Cos j = 0,87 Gồm : 3 đường dây kép ´ 4 MW ´ 2km và 3 đường dây đơn x 2 MW x 1,5 km UF UF P SMW j max max 10 11,49 cos0,87 === Bảng 1.4 : Bảng biến thiên công suất phụ tải địa phương Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 UF P% 70 80 80 80 90 90 80 ( ) UF S MVA 8,04 9,19 9,19 9,19 10,34 10,34 9,19 0 6 9 12 16 20 22 24 t, h 1 S , MVA 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.04 9.19 10.34 9.19 Hình 1.3: Đồ thị phụ tải địa phương: 2.3.2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV Phụ tải cấp điện áp trung có P UTmax = 120 MW, cosj = 0,88 UT UT UT P SM max max 120 Suy ra: 136,36W cos0,88 j === Phụ tải cấp điện áp trung bao gồm :2 kép x 60 MW Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page7 Bảng 1.5 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp trung Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 UT P% 80 80 90 90 90 80 80 ( ) UT S MVA 109,09 109,09 122,72 122,72 122,72 109,09 109,09 Hình 1.4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung: 2.3.3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV Phụ tải cấp điện áp cao có P UCmax = 70 MW, cosj = 0,86 UC UC UC P SM j max max 70 Suy ra: 81,40W cos0,86 === Bảng 1.6 : Bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp cao Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 P UC (%) 90 80 60 90 90 100 80 ( ) UC S MVA 73,26 65,12 48,83 73,26 73,26 81,39 65,12 0 6 9 12 16 20 22 24 t, h S , MVA 10 20 30 40 50 60 70 80 100 110 120 130 109.09 122.72 109.09 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page8 0 6 9 12 16 20 22 24 t, h S , MVA 10 20 30 40 50 60 70 80 90 73.26 65.12 48.83 73.26 81.39 65.12 Hình 1.5: Đồ thịphụ tải điện áp phía cao 2.4 Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy : Ta xác định công suất của toàn nhà máy theo biểu thức : S(t)S(t)S(t)S(t)S(t)S(t) TNMTDUTUFUCVHT =++++ Công suất phát vào hệ thống: S(t)S(t)(S(t)S(t)S(t)S(t)) VHTTNMTDUTUFUC =-+++ Trong đó: + ( ) tS TNM : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t. + ( ) tS VHT : Công suất tự phát về hệ thống tại thời điểm t. + ( ) tS UF : Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t. + ( ) tS UT : Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t. + ( ) tS UC : Công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t. + )(tS TD : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t. Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page9 Bảng 1.7 : Bảng cân bằng công suất toàn nhà máy Giờ 0÷ 6 6÷ 9 9÷ 12 12÷ 16 16÷ 20 20÷ 22 22÷ 24 S TNM ,MVA 252 252 283,5 315 315 299,25 283,5 S TD ,MVA 24,23 24,23 29,1 34,42 34,42 31,72 29,1 S UF ,MVA 8,04 9,19 9,19 9,19 10,34 10,34 9,19 S UT ,MVA 109,09 109,09 122,72 122,72 122,72 109,09 109,09 UC S,MVA 73,26 65,12 48,83 73,26 73,26 81,39 65,12 S VHT ,MVA 37,38 37,38 73,66 75,41 74,26 66,71 71 Từ bảng 1.7 ta có đồ thị phụ tải toàn nhà máy sau: Hình 1.6: Đồ thị phụ tải tổng của nhà máy: 0 6 9 12 16 20 22 24 t, h 50 100 150 200 250 300 350 S , MVA S TD , MVA S UF , MVA S UT , MVA S UC MVA S VHT , MVA Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page10 Nhận xét - Nhà máy thiết kế có tổng công suất là : S TNM = åS đm = n.S đmF = 4.78,75=315 (MVA) - So với công suất hệ thống S HT = 4000 (MVA) thì nhà máy thiết kế chiếm 7,785% công suất của hệ thống, Công suất dự trữ của hệ thống:S dtHT = 100MVA - Công suất phát vào hệ thống: S VHT max = 75,41MVA và S VHT min = 37,38MVA Có S VHT max < S dtHT à nhà máy làm việc ổn định với hệ thống. 3. Đề xuất các phương án nối dây cho nhà máy: 3.1. Các nguyên tắc tuân thủ : -Nguyên tắc 1:Khi phụ tải địa phương có công suất nhỏ thì không cần thanh góp điện áp MF,mà chúng được cấp điện trực tiếp từ các đầu cực, quan trọng là nó phải thỏa mãn đk cho phép rẽ nhánh từ đầu cực máy phát một lượng công suất không quá 15%. DPmax dmF S11,49 1007,30% 2S278,75 =´= ´´ àKhông có thanh góp điện áp máy phát -Nguyên tắc 2 : +Lưới điện áp phía trung và cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất(ở đây 2 cấp điện áp đều >=110kvàđều có trung tính nối đất trực tiếp). + Hệ số có lợi α=0,5 (Ở đây cT c UU 220110 0,5 U220     ) à Dùng 2 MBA TN làm liên lạc -Nguyên tắc 3: Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp thiết bị phân phối (TBPP) cấp điện áp tương ứng trên cơ sở công suất cấp và công suất tải tương ứng. Nếu MBA liên lạc là tự ngẫu, có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây lên thanh góp điện áp phía trung. Còn nếu MBA liên lạc là 3 cuộn dây thì việc ghép số bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây bên trung.Ta so sánh công suất phụ tải phía trung khi lớn nhất max S=122,72(MVA) UT và nhỏ nhất min S=109,09(MVA) UT , với S dmMPD =78,75MVA . Khi đó ta có: [...]... k thut Do phng ỏn 2 m bo cung cp in lỳc lm vic bỡnh thng cng nh s c,tớnh linh hot trong vn hnh v an ton cho ngi v thit b hn phng ỏn 1 => chn phng ỏn 2 l phng ỏn ti u, ta s dựng phng ỏn ny tớnh toỏn tip SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page35 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng CHNG IV: TNH TON DềNG NGN MCH Vic tớnh toỏn ngn mch l la chn trang thit b khi thit k, m bo an ton di tỏc ng nhit v c do dũng... vi cụng sut ca nú Kt lun: Qua 4 phng ỏn ó c a ra trờn ta cú nhn xột rng 2 phng ỏn 1 v 2 l n gin v kinh t hn so vi cỏc phng ỏn cũn li Hn na nú vn m bo cỏc ch tiờu v k thut Do ú ta gi li 2 phng ỏn ú tớnh toỏn chi tit v so sỏnh SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page14 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng CHNG II CHN MY BIN P V TNH TN THT IN NNG chng ny ta s tớnh toỏn v la chn cụng sut cho cỏc mỏy bin ỏp... dựng ln nht n : s t mỏy ca nh mỏy thit k, n = 4 SdmF : cụng sut ca mt t hmỏy phỏt 1 đS =S = 78,75 - 34, 42 = 70,15 MVA bo1 bo4 4 Phn cụng sut cũn li do cỏc mỏy bin ỏp liờn lc m nhn 1.2 Phõn b cụng sut cho cỏc cun dõy ca cỏc mỏy bin ỏp t ngu B2, B3 : SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page15 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Ta cú phõn b cụng sut nh sau: 1 S V H T (t)+ S U C S b o 1 2 1 (t ) S ... trong 1 nm ca mi mỏy bin ỏp t ngu l: SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page29 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng V AB 2 V AB 3 744, 6 0, 0142.59239,89 1585,81( MWh ) Tn tht in nng trong 1 nm ca cỏc mỏy bin ỏp liờn lc l: V ATN V AB 2 V AB3 2.1585,81 3171, 62( MWh) Tng tn tht in nng ca phng ỏn 2 l: V A V A V A 2701, 25.2 3171, 62 8574,12( MWh) 2 b TN SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page30 n Tt Nghip Nh Mỏy... mỏy ni vi h thng 220kV bng 2 l ng dõy, chiu di mi l l 50km Nờn: Cp 220kV: cú 1 kộp x 50 MW, do ni vi h thng nờn chn loi s hai h thng thanh gúp cú thanh gúp vũng Cp 110kV: cú 2 kộp x 60 MW, dựng s thit b phõn phi hai h thng thanh gúp cú thanh gúp vũng Phng ỏn 1: Hỡnh 3.1:S thit b phõn phica phng ỏn 1 SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page31 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Phng ỏn 2: Hỡnh 3.2:S thit... = P1 + P2 Cú tin khu hao hng nm v vn u t v sa cha ln l: P1 =a% V = 8,4%.103,8.109 = 8,72.109 Chi phớ do tn tht in nng hng nm trong mỏy bin ỏp: P2 = .A = 1000.8,34.106 = 8,34.109 => P = 8,72.109 + 8,34.109 = 17,06.109 *Phng ỏn 2: 1 Vn u t V = VB2 + VTBPP2 Cú vn u t mua mỏy bin ỏp: VB = kB.Vb SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page33 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Bng 3.2: Vn u t phng ỏn 2 B1 B2 B3... cha ln l: P1 =a%.V = 8,4%.103,2.109 = 8,67.109 Chi phớ do tn tht in nng hng nm trong mỏy bin ỏp: P2 = ,A = 1000.8,57.106= 8,57.109 => P =8,67.109 + 8,57.109 = 17,24.109 3.3 La chn phng ỏn ti u Bng 3.3 : La chn phng ỏn Phng ỏn V 109 P 109 1 103,8 17,06 2 103,2 17,24 Ta cú: V1 > V2 , P1 < P2 nờn ta cha th kt lun c phng ỏn no l phng ỏn ti u SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page34 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS... 220kV - S ni in m bo kinh t , k thut, cung cp in liờn tc, vn hnh n gin SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page12 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Nhc im: Tng cụng sut phỏt ca 2 b MP MBA luụn ln hn cụng sut ph ti m bờn trung 2.S dmF = 2.78, 75 = 157, 5 MVA > SUTax = 122, 72 MVA nờn phn cụng sut cũn tha truyn qua MBA t ngu Do ú cụng sut ny phi hai ln truyn qua mỏy bin ỏp gõy tn tht trong truyn ti c Phng... 29 52, 57 9, 72 MVA m ax m ax Cun h vn mang ti nng nht: S thua S PH 62, 29( M VA ) Kim tra mc non ti hay quỏ ti theo cụng thc sau : m ax S thua k qtsc S dm B 62, 29 0, 5.1, 4.160 112 SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page19 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Vy tha món iu kin Lng cụng sut thiu c tớnh theo cụng thc: UT UT = S V H m ax + S U Cm ax - S P C - S T boB1 = 73, 66 + 48, 83 - 9, 72... 0,5.1,4.160 = 112(MVA) Vy tha mn iu kin Xỏc nh cụng sut thiu phỏt v h thng: UT U T m in S U C m in S P C S bo B 1 S thie u = S V H T HT = 37,38 + 65,12 24, 56 70 , 15 7 , 79 S D P 1 00 M V A SVTH: Minh c.Lp:4-H3 Page20 n Tt Nghip Nh Mỏy in GVHD: TS Nguyn Nht Tựng Vy h thng lm vic n nh Kt lun: Qua phõn tớch v tớnh toỏn ta thy mỏy bin ỏp ó chn t yờu cu 4 Tớnh toỏn tn tht in nng trong nh 4.1 Tớnh . ơn! Hà Nội, ngày 9 tháng 1 năm 2014 Sinh viên Đỗ Minh Đức Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page2 PHẦN. lại do các máy biến áp liên lạc đảm nhận. 1.2. Phân bố công suất cho các cuộn dây của các máy biến áp tự ngẫu B2, B3 : Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh. Đồ Án Tốt Nghiệp Nhà Máy Điện GVHD: TS. Nguyễn Nhất Tùng SVTH:Đỗ Minh Đức.Lớp:Đ4-H3 Page1 LỜI NÓI ĐẦU Ngành điện nói riêng và ngành năng lượng nói chung đóng góp