Đồ án môn học Nhà máy điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 1 CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Tính toán phụ tải và cân bằng công suất là một phần rất quan trọng trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp. Nó quyết định tính đúng, sai của toàn bộ quá trình tính toán sau. Ta sẽ tiến hành tính toán cân bằng công suất theo công suất biểu kiến S dựa vào đồ thị phụ tải các cấp điện áp hàng ngày vì hệ số công suất cấp các cấp không gi ống nhau. 1.1. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN. Nhà máy điện gồm bốn máy phát, công suất mỗi máy là 60 MW. Ta sẽ chọn các máy phát cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5 KV. Bảng tham số máy phát điện. Bảng 1.1 Loại máy phát Thông số định mức Điện kháng tương đối n v/ph S MVA P MW U KV cosϕ I KA X” d X’ d X d TBΦ-60- 2 3000 75 60 10,5 0,8 6.88 0,146 0,22 1,691 1.2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1.2.1. Cấp điện áp máy phát Ta tính theo công thức P UF(t) = ( ) 100 t%P P UF max S UF(t) = ( ) ϕcos tP UF P max = 15,6 MW; cosϕ = 0,8; U đm = 10,5 KV ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 2 Do đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải như sau: Bảng 1.2 Thời gian (h) 0-6 6-10 10-14 14-18 18-24 P (%) 60 95 90 100 55 S UF (MVA) 11,7 18,52 17,55 19,5 10,72 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát 1.2.2. Cấp điện áp trung (110KV) Phụ tải bên trung gồm 1 đường dây kép và 4 đường dây đơn P max = 80 MW, cosϕ = 0,8 Công thức tính: P T (t) = ( ) 100 t%P .P Tmax S T (t) = ( ) ϕcos tP T Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải Bảng 1.3 S UF (MVA) 0 6 10 14 18 24 t (h) 11,7 18,52 10,72 19,5 17,55 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 3 Thời gian (h) 0-4 4-10 10-14 14-18 18-24 P (%) 70 90 100 85 75 S T (MVA) 70 90 100 85 75 1.2.3. Phụ tải toàn nhà máy Nhà máy gồm 4 máy phát có S đmF = 75 MVA. Do đó công suất đặt của nhà máy là: S NM = 4 x 75 = 300 MVA S nm (t) = ( ) 100 t%P .S NM Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải toàn nhà máy. Bảng 1.4 Thời gian (h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 P (%) 80 100 90 100 70 S nm (MVA) 240 300 270 300 210 S T (MVA) 0 4 10 14 18 24 t (h) 300 270 S NM (MVA) 240 210 300 70 75 85 90 100 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 4 1.2.4. Tự dùng của nhà máy điện Ta có S td (t) = 100 % α .S NM . ( ) ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + NM nm S tS .6,04,0 Trong đó α = 8%. Từ đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị điện tự dùng như sau: Bảng 1.5 Thời gian (h) 0-8 8-12 12-14 14-20 20-24 Công suất (%) 80 100 90 100 70 S td (MVA) 21,12 24 22,56 24 19,68 1.2.5. Cân bằng công suất toàn nhà máy, công suất phát về hệ thống. 19,68 24 22,56 S TD (MVA) 0 8 12 14 20 24 t (h) 21,12 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 5 Bỏ qua tổn thất công suất, từ phương trình cân bằng công suất ta có công suất phát về hệ thống S VHT (t) = S nm (t) - S UF (t) - S T (t) - S td (t) Từ đó ta có bảng tính phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy: Bảng 1.6 T(h) 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-18 18-20 20-24 S nm 240 240 240 300 300 270 300 300 210 S UF 11,7 11,7 18,52 18,55 17,55 17,55 19,5 10,72 10,72 S T 70 90 90 90 100 100 85 75 75 S TD 21,12 21,12 21,12 24 24 22,56 24 24 19,68 S HT 137,18 117,18 110,36 167,45 158,45 129,89 171,5 190,28 104,6 Đồ thị công suất phát về hệ thống Nhận xét chung: - Phụ tải điện áp trung nhỏ nhất là 70 MVA, gần bằng công suất định mức của một máy phát (75MVA) nên có thể ghép một máy phát vào phiá thanh góp này và cho vận hành định mức liên tục. 104,6 190,28 158,45 110,36 117,18 137,18 129,89 167,45 S HT (MVA) 0 4 6 8 10 12 14 18 20 24 t (h) 171,5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 6 - Cấp điện áp cao (220 KV) và trung áp (110 KV) là lưới trung tính trực tiếp nối đất nên dùng máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có lợi hơn. - Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nguyên nhiên liệu… Riêng về phần điện nhà máy hoàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có. 1.3. CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY. Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định những đặc tính kinh tế và kỹ thuật của nhà máy thiết kế. Cơ sở để vạch ra các phương án là bảng phụ tải tổng hợp, đồng thời tuân theo những yêu cầu kỹ thuật chung. - Với cấp điện áp trung là 110KV và công suất truyền tả i lên hệ thống luôn lớn hơn dự trữ quay của hệ thống, ta dùng hai máy biến áp liên lạc lại tự ngẫu. - Có thể ghép bộ máy phát - máy biến áp vào thanh góp 110 KV vì phụ tải cực tiểu cấp này lớn hơn công suất định mức của một máy phát. - Phụ tải điện áp máy phát lấy rẽ nhánh từ các bộ với công suất lớn hơn 15% công suất bộ nên ta phải dùng hệ thống thanh góp phát. - Không nố i bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một bộ như vậy sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. Như vậy ta có thể đề xuất bốn phương án sau để lựa chọn: • Phương án 1: Phương án này phía 220KV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp để làm nhiệm vụ liên lạc giữa phía cao và trung áp ta dùng máy biến áp tự ngẫu. Phía 110KV ghép 1 bộ máy phát điện - máy biến áp. ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 7 HT B1 B2 B3 B4 S T F 1 F 2 F 3 F 4 • Phương án 2: Phương án này hai tổ máy được nối với thanh góp 220KV qua máy biến áp liên lạc. Còn phía 110KV được ghép 2 bộ máy phát điện - máy biến áp. B1 B2 B3 HT B 4 S T F 1 F 2 F 3 F 4 • Phương án 3: Ghép vào phía 220KV và 110KV mỗi phía 2 bộ máy phát điện - máy biến áp. Liên lạc giữa cao và trung áp ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu, phía hạ của máy biến áp liên lạc cung cấp cho phụ tải địa phương. ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 8 HT S T • Phương án 4: Phương án này như phương án 1 nhưng chuyển bộ máy phát điện - máy biến áp sang phía 220KV. HT S T F 1 F 2 F 3 F 4 Nhận xét: Phương án 1 - Độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo. - Công suất từ bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây lên 220KV được truyền trực tiếp lên hệ thống, tổn thất không lớn. - Đầu tư cho bộ cấp điện áp cao hơn sẽ đắt tiền hơn. ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 9 Phương án 2 - Độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo, giảm được vốn đầu tư do nỗi bộ ở cấp điện áp thấp hơn, thiết bị rẻ tiền hơn. Phương án 3 - Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành phức tạp và xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn. - Khi sự cố bộ bên trung thì máy biến áp tự ngẫu chịu tải qua cuộn dây chung lớn so với công suất của nó. Phương án 4 - Liên lạc giữa phía cao áp và phía trung áp kém. - Các bộ máy phát điện - máy biến áp nối bên phía 220KV sẽ đắt tiền do tiền đầu tư cho thiết bị ở điện áp cao hơn đắt tiền hơn. - Sơ đồ thanh góp 220KV phức tạp do số đường dây vào ra tăng lên tuy bên 110 KV có đơn giản hơn. - Khi sự cố máy phát - máy biến áp liên lạc thì bộ còn lại chịu tải quá lớn do yêu cầu phụ tải bên trung lớn. Tóm lại : Qua phân tích ở trên ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán tiếp, phân tích kỹ hơn về kỹ thuật và kinh tế nhằm chọn ra sơ đồ nối điện chính cho nhà máy điện được thiết kế. [...]... tham số máy biến áp cho phương án 2 như sau: Bảng 2.1.b 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Cấp điện áp Loại khu vực 110 TP ДцH UN% cuộn dây KV P0 C MVA 80 Tổn thất KW Điện áp Sđm A C-T C-H T-H 115 T H - 10.5 70 PN - C-T C-H T-H 310 15 220 AT ДцTH 160 230 121 11 85 380 - - I% - 10,5 - 0,55 11 32 20 0,5 2.2.b Phân bố tải cho các máy biến áp Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B3, B4 làm việc với đồ thị... Phương án 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Ta thấy phương án 2 có tổng vốn đầu tư thấp, chi phí vận hành hàng năm thấp và hàm chi phí hàng năm nhỏ hơn so với phương án 1 Vì vậy chọn phương án 2 là phương án tối ưu làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CÁC PHƯƠNG ÁN A TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Mục đích của việc tính toán ngắn... toán sao cho dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có, tất cả các nguồn phát cùng làm việc tương tự như phương án 1 Sơ đồ nối điện và các điểm ngắn mạch tính toán 28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN HT ST N1 N2 B3 B2 B1 B4 N3 F1 F4 F3 F2 Lập sơ đồ thay thế EHT XHT XD N1 XC XC XH XT XB3 XB4 XF XH XF XT XF F1 29 XK XF F2 F3 F4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Chọn các đại lượng cơ bản Scb = 100MVA Ucb = Utb(230 -1 15 -1 0,5KV)... dây KV P0 C MVA A C-T C-H T-H T H PN 220 TP ДцH 100 230 - 11 94 - 360 - - 110 TP ДцH 80 - 10,5 70 - 310 - - - - 11 115 220 AT ДцTH 160 230 121 11 85 380 I% C-T C-H T-H 12 - 0,7 10,5 15 0,55 32 20 0,5 2.2.a Phân bố tải cho các máy biến áp Để vận hành thuận tiện và kinh tế ta cho B1, B4 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt năm SB1 = SB4 = SđmF - 24 STD max = 69 MVA = 75 4 4 Đồ thị phụ tải các... cả các máy phát của nhà máy điện thiết kế, ta chọn kháng điện thanh góp sao cho: UđmK ≥ Umạng=10kV IđmK ≥ IcbK =3608A Chọn kháng có thông số PbA-1 0-4 00 0-1 2 Sơ đồ thay thế: EHT XHT XD N1 XC XC XH XT XB3 XB4 XF XH XF XT XF F1 XK XF F3 F2 Do tính đối xứng với điểm ngắn mạch nên ta có: X1 = XHT + XD = 0,035 + 0,038 = 0,073 X2 = XCB1 // XCB2 = 31 X C 0,092 = = 0,046 2 2 F4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN X3... 11,93.109 đồng 100 100 Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra: Ptt1 = 700.7323.103 = 5,13.109 đồng Phí tổn vận hành hàng năm của phương án 1: P = Pkh1 + Ptt1 = 11,93.109 + 5,13.109 = 17,06.109 đồng + Hàm chi phí tính toán hàng năm: Ci = Pi + ađm Vi C = 17,06.109 + 0,15.142,13.109 = 38,38.109 đồng/năm 2 PHƯƠNG ÁN 2 + Tính vốn đầu tư cho thiết bị Ta có: V2 = VB2+VTBPP2 26 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN - Máy. .. MVA, cấp điện áp cao 220KV có giá thành: VB = 27.109 đồng; KB = 1,4 - Máy biến áp hai cuộn dây có công suất 80 MVA, có cấp điện áp 110 110KV có VB = 15.109 đồng; K 110 = 1,5 B Vậy tiền đầu tư máy biến áp phương án 2 là: VB1 = 2.1,4.27.109 + 2.1,5.15.109 = 120,6.109 đồng Theo sơ đồ nối điện phương án 2: - Bên phía 220KV có 3 mạch máy cắt, giá mỗi mạch là 2,86.109 đồng - Bên phía 110KV có 5 mạch máy cắt,... 112 MVA - Lượng công suất phát lên phía cao của B3: SCB3 = SHB3 - STB3 = 112 – 20 = 92 MVA - Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát vào hệ thống là: SB1 + SCB3 = 80 + 92 = 172 MVA - Lượng công suất toàn bộ nhà máy phát lên thanh góp cao áp còn thiếu so với lúc bình thường là: Sthiếu = S 220 - 172 = 158,45 – 172 = -1 3,55 MVA TG Ta thấy SdtHT > Sthiếu ⇒ thoả mãn điều kiện 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN Kết...ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công suất của chúng rất lớn, bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Do đó vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp ít, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ A PHƯƠNG ÁN I HT B1 F1 ST... thất điện năng một năm trong các máy biến áp là: ΔAΣ = ΔAB1 + ΔAB2 + ΔAB3 + ΔAB4 = 2.1345,5.103 + 2.2911,7.103 = 8511,4.103 KWh 23 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Mục đích của chương này là so sánh đánh giá các phương án về mặt kinh tế Từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế Về mặt kinh tế khi tính toán . Đồ án môn học Nhà máy điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHÀ MÁY ĐIỆN 1 CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Tính toán phụ tải và cân bằng. KW U N % I% P 0 P N C-T C-H T-H C T H A C-T C-H T-H 220 TP ДцH 100 230 - 11 94 - 360 - - 12 - 0,7 110 TP ДцH 80 115 - 10,5 70 - 310 - - 10,5 15 0,55 220