CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CễNG SUẤT Tại mổi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cõn bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải. Trong thực tế điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc tìm được đồ thị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng công suất của các máy biến áp (MBA) và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy điện với nhau.
Chọn máy phát điện Nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm 3 tổ máy có tổng công suất 3100 MW=300 MW. Ta cần chỳ ý một số điểm sau khi chọn các máy phát: Chọn điện áp định mức của máy phát lới hơn khi dũng điện định mức, dũng ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ hơn và do đó yêu cầu đối với các khớ cụ điện sẽ giảm thấp. Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành nờn chọn các máy phát điện cùng loại. Từ đó tra trong sổ tay chọn 3 máy phát điện đồng bộ tua bin hơi kiểu TB- 55-2 có các thông số cho trong bảng sau: Bảng 1-1: Thông số máy phát điện Điện kháng tương Thông số định mức đối Ký hiệu n, S I U,Kv cos Xd’’ Xd ’ Xd vg/ph MVA P,MW kA TB-55-2 3000 125 100 10,5 0,8 3,462 0,123 0,182 1,52 1.
Phụ tải toàn nhà máy điện Nhà máy gồm 3 tổ máy có: PGđm = 100 MW, cosđm = 0,8 do đó PGdm 100 Sdm= = =125 MVA. cos ϕ dm 0,8 ( Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là: PNMđm = 3PGđm = 3 100 = 300MW SNMđm = 352,94(MW) Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức: Pnmt P %. Pmax Snmt = với: Pnmt =. cos ϕ TB 100 Ta tính được đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian.
SVTH: Phạm Thiên Long Page 4 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp 141 162 T(giờ) 04 46 610 1014 2024 6 0 P% 50 70 90 70 100 80 90 PNM(t) MVA 150 210 270 210 300 240 270 SNMD(t) MVA 187,5 262,5 337,5 262,5 375 300 337,5 Bảng 1-2 1. Tính toán phụ tải địa phương Điện áp địa phương Udp=10,5 (KV) Công suất tác dụng lớn nhất Pdpmax=40 (MW) Hệ số cos=0,85 S(MVA) 375 337,5 337,5 300 262,5 262,5 187,5 4 6 10 14 16 20 24 T(h) 0 Pdpt P %. Pdpmax Sdpt = với: Pdp=. cos ϕ TB 100 Trong đó: Pdp , Sdpt là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t, căn cứ vào cách tính ta có cosTB _ là hệ số công suất trung bỡnh của từng phụ tải SVTH: Phạm Thiên Long Page 5 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp Công suất cực đại Bảng 1-3 T(h) 04 46 610 1014 1416 1620 2024 P% 50 60 80 90 80 70 60 PDP(t) MW 20 24 32 36 32 28 24 SDP (t) MVA 23,52 28,23 37,64 42,35 37,64 32,94 28,23 S(MVA) 42,35 37,64 37,64 32,94 28,23 28,23 23,52 0 4 10 14 16 20 24 T(h) 6 1.
Cấp điện áp 110 KV Điện áp địa phương Udp=110 (KV) Công suất tác dụng lớn nhất Pdpmax=150 (MW) Hệ số cos=0,9 Pdpt P %. Pdpmax Sdpt = với: Pdp=. cos ϕ TB 100 Trong đó: Pdp, Sdpt là công suất tác dụng biểu kiến tại thời điểm t,căn cứ vào cách tính ta có cosTB _ là hệ số công suất trung bỡnh của từng phụ tải. công suất cực đại SVTH: Phạm Thiên Long Page 6 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp T(h) 04 46 610 1014 1416 1620 2024 P% 50 60 90 70 90 80 60 PDA (t) MW 75 90 135 105 135 120 90 SDA (t) MVA 83,3 100 150 116,6 150 133,3 100 1.
Phụ tải tự dựng toàn nhà máy Phụ tải tự dùng được xác định bởi công thức: SN M (t) Std =ỏ. )=13,04( MVA ) 220 P NMmax S NM = 165 cos ử 0,8 Trong đó:Std(t): Phụ tải tự dựng nhà máy tại thời điểm t. Sđm: Công suất định mức của nhà máy MVA. S(t): Phụ tải tổn tại thời điểm t theo bảng 1-2.
SVTH: Phạm Thiên Long Page 7 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp Ta tính được đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian. Công suất phát lờn hệ thống thống Phương trỡnh cõn bằng công suất toàn nhà máy: SNM = SNM(t) - SDF(t) - SDA(t) - STD (t) Từ đó ta lập được kết quả tính toán phụ tải và cõn bằng công suất toàn nhà máy như bảng 1-6 và đồ thị phụ tải hỡnh 1-5. Bảng 1-6 t(h) 0-6 6-8 8-12 12-18 18-20 20-24 SNM MVA 187,5 262,5 337,5 262,5 375 337,5 STD MVA 23,52 28,23 37,64 42,35 37,64 28,23 SUF MVA 83,3 100 150 116,6 150 100 SUC MVA 6,16 10,1 14,89 10,1 17,6 17,89 SHT MVA 74,02 124,17 134,97 93,45 169,76 191,38 SVTH: Phạm Thiên Long Page 8 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp 1. Các nhận xét - Công suất thừa của nhà máy lớn hơn công suất của một tổ máy tại mọi thời điểm, ta có thể cho một tổ máy luôn vận hành với công suất định mức và phát công suất về hệ thống.
SđmF 2 ì125 Do vậy để cung cấp điện cho phụ tải địa phương trong các phương án nối dây cần phải xây dựng thanh góp điện áp máy phát. - Ta thấy phụ tải phân bố không đều ở các cấp điện áp. ở cấp điện áp máy phát phụ tải Pmax= 33,71 MW, nhỏ so với công suất một máy phát P = 100 MW và toàn nhà máy thiết kế. - Phụ tải cấp điện áp trung không có.
- Ta có dự trữ của hệ thống SDT = 200 MVA, lớn hơn so với công suất một máy phát. Công suất của hệ thống cũng tương đối lớn SHT = 2500 MVA. - Nhà máy thiết kế chỉ có hai cấp điện áp là: + Cấp điện áp máy phát Uđm= 10 kV. + Cấp điện áp cao có Uđm= 220 kV.
+ Không có cấp điện áp trung. SVTH: Phạm Thiên Long Page 9 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp CHƯƠNG II: CHỌN SƠ ĐỒ ĐIỆN NỐI CHÍNH NHÀ MÁY 2. Nêu các phương án Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật.
Cơ sở để xác định các phương án có thể là số lượng và công suất máy phát điện, công suất hệ thống điện, sơ đồ lưới và phụ tải tương ứng, trình tự xây dựng nhà máy điện và lưới điện. Khi xây dựng phương án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau: * Nguyên tắc 1 - Có hay không có thanh góp điện áp máy phát - Nếu SUFmax nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phương thì không cần thanh góp điện áp máy phát: SUFmax 30% Sđm 1F * Nguyên tắc 2 Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lượng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa phương và tự dùng. * Nguyên tắc 3 Nếu phía điện áp cao, trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi 0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp. * Nguyên tắc 4 Sử dụng số lượng bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho tương ứng với công suất cực đại cấp đó * Nguyên tắc 5 Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhưng phải đảm bảo Sbộ SDT.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 3 tổ máy, công suất định mức của mỗi tổ máy là 55 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở hai cấp điện áp sau: Phụ tải địa phương ở cấp điện áp 10 kV có: SUFmax = 33,71 MVA; SUFmin = 20,22 MVA Phụ tải cao áp ở cấp điện áp 220 kV ( về hệ thống ) có: SUCmax = 79,55 MVA; SUCmin = 55,68 MVA SVTH: Phạm Thiên Long Page 10 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp Công suất dự phòng của hệ thống S DT = 200 MVA.Vậy ta không thể ghép chung hai máy phát với một máy biến áp vì: Sbộ = 2.125 = 250 MVA > SDT = 200 MVA Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau: Phương án I: Hình 2-1: Sơ đồ nối điện của phương án 1 B1 B2 B3 F3 TD F1 F2 TD Phương án II: Hỡnh 2-2: Sơ đồ nối điện của phương án II. SVTH: Phạm Thiên Long Page 11 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp HT 110KV 220KV B1 B2 B3 TD F1 F2 F3 TD TD 2. Chọn máy biến áp cho phương án 2. chọn công suất máy biến áp Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện.
Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện. Chọn máy biến áp trong nhà máy điện là chọn chủng loại, số lượng, công suất định mức và hệ số biến áp. Máy biến áp được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất Nguyên tắc chung để chọn máy biến áp trước tiên chọn S đmB công suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thường, sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của máy biến áp. Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống.
Ta lần lượt chọn máy biến áp cho từng phương án. SVTH: Phạm Thiên Long Page 12 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 Đồ án: Nhà máy điện và trạm biến áp Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt nhà máy điện. Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng.