Đồ án Thiết kế môn học Nhà máy điện
MỤC LỤC
1.1 Chọn máy phát điện................................................................................................1
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất ................................................................1
1.2.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy............................................................................2
1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy...............................................................3
1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp........................................................................5
1.2.6 Đồ thị công suất phát về hệ thống...................................................................5
1.3 Nhận xét..................................................................................................................7
1.3.1 Phụ tải địa phương ..........................................................................................7
1.3.2 Hệ thống..........................................................................................................7
1.3.3 Nhận xét chung ...............................................................................................7
2.1 Đề xuất phương án..................................................................................................9
2.2 Tính toán chọn máy biến áp .................................................................................15
LỜI MỞ ĐẦU
Những năm gần đây kinh tế nước ta đang phát triển theo xu hướng công nghiệp hóa, hiện
đại hóa. Kéo theo đó là sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp, khu chế xuất. Đời
sống của nhân dân cũng ngày một nâng cao, các khu đô thị lớn và hiện đại hình thành trên
khắp cả nước với mật độ dân cư cao đòi hỏi nhu cầu về năng lượng ngày càng lớn. Ngành
năng lượng do đó cũng phải có nhưng bước tiến để đáp ứng những nhu cầu đó góp phần vào
sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Ngành công nghiệp điện năng trong những năm vừa
qua đã đạt được những thành tựu đáng kể với nhiều nhà máy lớn đi vào hoạt động như:
Nhà máy thủy điện Sơn La, Nhà máy thủy điện Lai Châu, Nhiệt điện Mông Dương, Nhiệt
điện Thái Bình 1, Nhiệt điện Cà Mau, Nhiệt điện Nhơn Trạch …
Nhà máy thủy điện đem lại những lợi ích to lớn về kinh tế cũng như kỹ thuật. Tuy nhiên
để xây dựng được các nhà máy thủy điện cần có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu dài,
bên cạnh đó tiềm năng thủy điện nước ta phần lớn đều đã được khai thác trong khi công nghệ
điện hạt nhân và năng lượng tái tạo vẫn còn nhiều rào cản về kinh tế và kỹ thuật. Để đáp ứng
nhu cầu điện năng ngày càng lớn nhằm phát triển nền kinh tế xây dựng các nhà máy nhiệt điện
với vốn đầu tư ít, thời gian xây dựng nhanh vẫn là một trong những phương án tối ưu.
Việc giải quyết đúng đắn các vấn đề kinh tế kỹ thuật sẽ đem lại lợi ích không nhỏ cho nền
kinh tế nước nhà. Với điều kiện đó việc thực hiện đồ án thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện,
tính toán chế độ vận hành tối ưu của hệ thống điện không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng
cố toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Hoài Thu cùng các thầy cô trong bộ
môn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
Tuy nhiên do thời gian có hạn nên bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy
em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô.
Hà Nội, Ngày tháng năm 2019
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT
Đối với hệ thống điện thì tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng
với điện năng tiêu thụ của phụ tải có kể cả các tổn thất của hệ thống. Trong thực tế điện năng
tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi, vì vậy 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 kĩ thuật. Đồ thị phụ tải còn giúp ta chọn đúng công suất của các máy biến áp
(MBA) và phân bố tối ưu công suât giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy điện với
nhau.
1.1 Chọn máy phát điện
Nhà máy nhiệt điện thiết kế gồm 4 tổ máy có tổng công suất 4×55 MW = 220MW. Ta cần
chú ý một số điểm sau khi chọn các máy phát:
Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng ngắn mạch ở cấp
điện áp này sẽ nhỏ và do đó yêu cầu đối với các khí cụ điện sẽ giảm thấp.
Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành nên chọn các máy phát điện cùng loại.
Từ đó tra trong sổ tay ta chọn 4 máy phát điện đồng bộ tua bin hơi kiểu TB-55-2 có các thông
số cho trong bảng sau:
Thông số định mức
Điện kháng tương đối
Loại máy
cos
n,
S,
phát
P, MW U, kV
I, kA
3,462
X’’d
X’d
Xd
v/ph MVA
3000 68.75
55
10,5
0,8
0,123
0,182
1,452
TB-55-2
Bảng 1-1: Thông số máy phát điện
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 ra phải
hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng.
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 1
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi. Việc nắm
được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là 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, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kĩ 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, các khí cụ điện,
dây dẫn và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy hoặc
phân bố công suất giữa các nhà máy khác nhau. Để đơn giản ta tính toán gần đúng theo công
suất biểu kiến vì hệ số công suất của các phụ tải khác nhau không nhiều.
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện
áp được xây dựng dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng Pmax và hệ số cosφtb của
từng phụ tải tương ứng. Từ đó ta tính được phụ tải các cấp theo công thức sau:
푃
푡
푆(푡) =
(1.1)
(1.2)
cosφ
tb
푃 % . P
(푡)
max
푃 =
푡
100
Trong đó:
S(t) : công suất biểu kiến của phụ tải ở thời điểm t
Cosφtb: hệ số công suất trung bình của phụ tải
P(t)% : Công suất của phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại tại thời điểm t
Pmax : Công suất phụ tải cực đạ
1.2.2 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 55MW nên:
Tổng công suất đặt của nhà máy: P = 4 . 55 = 220 MW
SNM = 275 MVA
→
nm
Theo các công thức (1.1) và (1.2) ta có bảng sau:
t, h
0-6
6-12
12-16
16-20
20-24
Pnm%
80
100
85
100
75
Pnm(t), MW
Snm(t), MVA
176
220
220
275
187
220
275
165
233,75
206,25
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 2
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Bảng 1-2: Biến thiên phụ tải hàng ngày của nhà máy
Đồ thị phụ tải nhà máy
Snm(MVA)
300
280
260
240
220
200
275
275
233.75
220
206.25
t(h)
0
4
8
12
16
20
24
Hình 1-1: Đồ thị phụ tải nhà máy
1.2.3 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
Tự dùng cực đại của nhà máy bằng 7% công suất định mức của nhà máy với cosφtd = 0,8
Phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác định theo công thức sau:
푆
푡
푆
= 훼 . 푆 . 0,4 + 0,6 .
푛푚
(1.3)
푡푑푡
푆
푛푚
Trong đó:
Stdt : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t
Snm : Công suất đặt của toàn nhà máy
St : Công suất nhà máy phát ra ở thời điểm t
α : Số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 7%
Theo công thức (1.3) ta được bảng sau:
t(h)
0-6
220
15,4
6-12
275
12-16
233,75
16,3625
16-20
275
20-24
206,25
14,4375
Snm(t), MVA
Std(t), MVA
19,25
19,25
Bảng 1-3: Biến thiên hàng ngày của phụ tải tự dùng
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 3
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy:
Std (MVA)
Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy
22
20
18
16
14
12
10
19.25
19.25
16.3625
15.4
14.4375
t(h)
0
4
8
12
16
20
24
Hình 1-2: Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy
1.2.4 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương)
U
P
UFmax
Phụ tải điện áp máy phát có dm = 10kV;
= 12MW; cos = 0,87
Theo các công thức (1.1) và (1.2) ta có bảng kết quả sau :
t(h)
0-8
8-10
90
10-16
75
16-20
100
20-24
85
70
PUF %
PUF(t), MW
SUF(t), MVA
8,4
10,8
12,41
9
12
10,2
11,72
9,66
10,34
13,79
Bảng 1-4: Biến thiên hàng ngày của phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương)
Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (Phụ tải địa phương):
SUF (MVA)
Đồ thị phụ tải địa phương
16
15
13.79
14
12.41
13
12
11
10
11.72
10.34
9.66
9
t(h)
8
0
4
8
12
16
20
24
Hình 1-3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương)
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 4
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
1.2.5 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp
U
P
Phụ tải trung áp có dm = 110 kV; UTmax = 110MW; cos = 0,85
Theo các công thức: 1.1 và 1.2 ta có bảng kết quả sau:
t(h)
0-8
8-10
10-16
16-20
20-24
70
PUT %
90
75
100
85
PUT (t),MW
SUT (t),MVA
77
99
82,5
110
93,5
90,59
116,47
97,06
129,41
110,00
Bảng 1-5: Biến thiên hàng ngày phụ tải cấp điện áp trung
Đồ thị phụ tải điện áp trung:
SUT (MVA)
Đồ thị phụ tải điện áp trung
140
135
130
125
120
115
110
105
100
95
129.41
116.47
110
97.06
90.59
90
85
t(h)
0
4
8
12
16
20
24
Hình 1-4: Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung
1.2.6 Đồ thị công suất phát về hệ thống
Công suất phát về hệ thống tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau:
SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t)]
Dựa vào các kết quả tính toán trước ta tính được công suất phát về hệ thống của nhà máy
tại từng thời điểm trong ngày. Kết quả tính toán cho trong bảng sau:
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 5
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
t(h)
0-6
220
6-8
275
8-10
275
10-12
275
12-14
233,75
10,34
97,06
14-16
233,75
10,34
97,06
16-18
261,25
13,79
129,41
19,25
98,8
18-20
261,25
13,79
129,41
19,25
98,8
20-24
233,75
11,72
Snm (t)
SUF (t)
SUT (t)
Std (t)
SVHT (t)
9,66
9,66
12,41
116,47
19,25
126,87
10,34
97,06
19,25
90,59
15,4
90,59
19,25
155,5
110
16,3625 16,3625
14,4375
97,5925
104,35
148,35 109,988 109,988
Bảng 1-6: Biến thiên hàng ngày của phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
S (MVA)
300
280
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
Snm
SUF
SUT
Std
SVHT
60
40
20
t (h)
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Hình 1-5: Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 6
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
1.3 Nhận xét
1.3.1 Phụ tải địa phương
Xét tỉ số:
S
13,79
UF max
. 100% =
. 100% = 10,03% < 15%
2.S
2 . 68,75
đmF
Ta thấy phụ tải điện áp máy phát nhỏ ta có thể lấy rẽ nhánh từ sơ đồ bộ máy phát điện –
máy biến áp mà không cần thanh góp cấp điện áp máy phát.
1.3.2 Hệ thống
Tổng công suất của hệ thống không kể nhà máy thiết kế SHT = 3200MVA
Dự trữ quay của hệ thống Sdt = 6% . 3200 = 192 MVA
Hệ thống có lượng công suất dự trữ là 192 MVA
Nhận thấy:
P
55
đmF
S
đmF
=
=
= 68,75 MVA < S
dt
cosφ
0,8
F
Vì vậy nếu một máy phát bị hỏng không ảnh hưởng đến hệ thống.
1.3.3 Nhận xét chung
Từ đồ thị phụ tải tổng hợp ta thấy nhà máy luôn cung cấp đủ công suất cho các phụ tải và
phát công suất thừa lên lưới.
Công suất phát lên hệ thống của nhà máy SVHT max = 155,5 MVA nhỏ hơn dự trữ quay của
hệ thống nên khi có sự cố tách nhà máy ra khỏi hệ thống vẫn đảm bảo ổn định hệ thống.
Theo bảng 1.6 ta có kết quả tính toán sau:
+ Phụ tải địa phương:
SUFmax = 13,79 MVA
SUFmin = 9,66 MVA
+ Phụ tải trung áp:
SUTmax = 129,41MVA
SUTmin = 90,59MVA
+ Phụ tải tự dùng:
Stdmax = 19,25 MVA
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 7
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Stdmin = 14,4375 MVA
+ Phụ tải phát vào hệ thống
SVHTmax = 155,5 MVA
SVHTmin = 97,5925 MVA
Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế): SHT = 3200MVA
Công suất cực đại nhà máy phát lên hệ thống là SVHTmax = 155,5MVA tức là chiếm:
155,5
. 100 = 80,99%
192
Công suất dự trữ quay của hệ thống.
Và chiếm:
155,5
. 100 = 4,86%
3200
Công suất toàn hệ thống.
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 8
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.1 . Đề xuất phương án
Lựa chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một công việc rất quan trọng trong quá
trình thiết kế nhà máy, dựa vào sơ đồ nối điện chính ta có cái nhìn tổng quan về phần điện
trong nhà máy. Sơ đồ lựa chọn phải thoả mãn được các yêu cầu cơ bản về kinh tế - kĩ thuật
cũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Yêu cầu kĩ thuật như đảm bảo độ tin cậy, cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ, vận
hành linh hoạt, đơn giản.
Trong sơ đồ ghép bộ thì công suất mỗi bộ phải nhỏ hơn lượng dự trữ quay của hệ thống
bởi nếu không thoả mãn điều kiện này thì khi xảy ra sự cố bộ đó thì phụ tải không được cấp
điện đầy đủ do công suất dự trữ huy động về không đủ.
Để liên lạc giữa hai hệ thống 110kV và 220kV ta có thể sử dụng máy biến áp ba cuộn dây
hoặc máy biến áp tự ngẫu nhưng do tính ưu việt của máy biến áp tự ngẫu so với máy biến áp
ba dây quấn như tổn thất điện năng bé, kích thước trọng lượng cũng như tiêu hao vật liệu bé,
hiệu suất lại cao, linh hoạt trong vận hành nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa
hai hệ thống. Hơn nữa, điện áp ở hệ thống 220kV và phía trung áp 110 kV đều là mạng trung
tính nối đất trực tiếp nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai hệ thống là hoàn
toàn phù hợp.
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 9
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Phương án 1
HTĐ
SUT
110 kV
SCA
220 kV
B1
B2
B3
B4
STD
STD
STD
1/2SuF
1/2SuF
F4
F1
F3
F2
Hình 2.1
Trong phương án này ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa 2 hệ thống 110kV và
220kV. Bên phía trung áp 110kV có 2 bộ máy phát - máy biến áp ghép bộ.Phụ tải địa phương
lấy ở phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu. Phụ tải tự dùng lấy ở đầu cực của từng máy phát.
Ưu điểm:
+ Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các cấp điện áp, vận hành linh
hoạt.
Nhược điểm:
+ Khi phụ tải trung áp nhỏ hơn so với công suất 2 bộ bên trung áp sẽ tăng tổn thất điện
năng do công suất phải truyền qua 2 lần biến áp.
+ Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều nên vốn đầu tư lớn.
+ Do chủng loại khác nhau nên quá trình sửa chữa thay thế gặp khó khăn.
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 10
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Phương án 2
HTĐ
SUT
110 kV
SCA
220 kV
B1
B2
B3
B4
STD
STD
STD
1/2SuF
1/2SuF
F4
F1
F3
F2
Hình 2.2
Phương án 2 có một bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp
110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và 1 bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây
nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ máy phát điện - máy biến áp 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 hoặc
thiếu cho phía 110kV
Ưu điểm:
+ Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp
điện áp.
+ Do đặc điểm của phụ tải trung áp nên với sơ đồ này trong các chế độ vận hành sẽ rất linh
hoạt, lượng công suất phải truyền qua 2 lần biến áp trong chế độ STAmin nhỏ hơn.
Nhược điểm:
+ Số lượng máy biến áp 2 cuộn dây phía cao và chủng loại máy biến áp nhiều, vốn đầu tư
lớn hơn phương án 1.
+ Do chủng loại khác nhau nên quá trình sửa chữa thay thế gặp khó khăn
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 11
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Phương án 3
HTĐ
SUT
SCA
110 kV
220 kV
B5
B1
B2
B3
B6
B4
STD
STD
STD
SĐP
F2
F3
F1
F4
Hình 2.3
Phương án 3 dùng 4 bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây: hai bộ nối với thanh góp 110kV,
ba bộ nối với thanh góp 220kV. Dùng hai máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai cấp điện
áp cao và trung, đồng thời để cung cấp điện cho phụ tải địa phương.
Ưu điểm:
+ Đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
+ Khi hỏng 1 máy biến áp tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa các
cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường.
Nhược điểm:
+ Do phụ tải trung áp khi ở chế độ STAmin nhỏ hơn so với công suất 2 bộ bên trung áp nên
có lượng tổn thất điện năng do công suất phải truyền qua 2 lần biến áp.
+ Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành
xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn.
+ Do chủng loại khác nhau nên quá trình sửa chữa thay thế gặp khó khăn.
Kết luận:
Qua 3 phương án ta có nhận xét rằng hai phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với
phương án còn lại. Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục, an toàn cho các phụ tải
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 12
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật.Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán
kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện.
2.2 Tính toán phương án 1
HTĐ
SUT
110 kV
SCA
220 kV
B1
B2
B3
B4
STD
STD
STD
1/2SuF
1/2SuF
F4
F1
F3
F2
2.2.1.1 Chọn máy biến áp
Chọn máy biến áp là một việc làm hết sức quan trọng, nó quyết định nhiều đến việc đánh
giá vốn đầu tư, giá thành nhà máy điện (phần điện) được thiết kế.
Máy biến áp ngày nay được chế tạo đã có hiệu suất khá cao song tổn thất điện hàng năm
do máy biến áp vẫn khá lớn. Đặc điểm của máy biến áp là vận hành kinh tế nhất khi ta tận
dụng hết khả năng tải của nó vì tuổi thọ của máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vào sự già hóa
của cách điện. Chọn máy biến áp cần cố gắng để cho thời gian làm việc tiêu chuẩn gần bằng
thời gian già hóa cách điện tiêu chuẩn . Việc chọn máy biến áp ngoài việc tận dụng khả năng
tải còn cần chú ý tới giới hạn làm việc của máy biến áp , đặc biệt là khả năng quá tải sự cố
nhằm đảm bảo tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng và sự ổn định của hệ thống.
Việc lựa chọn máy biến áp cho các phương án dựa vào những điều kiện sau:
Đối với máy biến áp hai dây quấn mắc theo sơ đồ bộ:
SđmB ≥ SđmF
Trong đó:
SđmB: Công suất định mức của máy biến áp
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 13
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
SđmF: Công suất định mức của máy phát điện
a, MBA 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4
Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4 được chọn theo điều kiện:
푆
= S
≥ 푆
= 68,75MVA
đmF
đmB3
đmB4
Do đó ta có thể chọn máy biến áp B3, B4 có các thông số kỹ thuật:
Điện áp cuộn
UN%
∆PN, kW
Loại
Sđm,
∆P0
dây, kV
I0%
MBA MVA
kW
C
T
-
H
C-T C-H T-H
C-T C-H T-H
TДЦ
80
121
10,5
-
10,5
-
70
-
310
-
0,55
Bảng 2-1: Thông số máy biến áp B3, B4
b, Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2
Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:
1
푆
= S
≥ 푆
đmB1
đmB2
đmF
훼
Với là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:
푈 - U
220 - 110
220
퐶
푇
α =
=
= 0,5
푈
퐶
Do đó:
1
1
푆
= S
≥ 푆
=
. 68,75 = 137,5MVA
đmB1
đmB2
đmF
훼
0,5
Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 có thông số kỹ thuật:
Điện áp cuộn dây,
UN%
∆PN, kW
Loại MBA Sđm,
∆P0,
kV
T
I0%
0,5
MVA
kW
C
H
C-T C-H T-H
C-T C-H T-H
ATДЦTH
160
230 121
11
11
32
20
85
380
-
-
Bảng 2-2: Thông số máy biến áp tự ngẫu B1, B2
2.2.1.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp
a, Máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 110 kV B3, B4
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 14
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây ta
cho phát hết công suất từ 0 - 24h , tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công
suất tải qua máy biến áp bằng :
1
― 푆
4
1
4
푆
= S = 푆
B4ꢀ
= 68,75 -
. 19,25 = 63,9375 MVA
đmF
tdmax
B3ꢀ
b, Máy biến áp tự ngẫu B1, B2
Công suất phía cao áp:
1
푆
(푡) = 푆
(푡) = 푆
퐶 퐵1
퐶 퐵2
푉퐻푇
2
Công suất phía trung áp:
(푡) = 푆
1
푆
(푡) =
. [푆 (푡) ― (푆 (푡) + 푆 (푡)]
푈푇 퐵3 퐵4
푇 퐵1
푇 퐵2
2
Công suất phía hạ áp:
(푡) = 푆
푆
(푡) = 푆
(푡) + 푆
(푡) = 푆
(푡) + 푆 (푡)
푇 퐵2
퐻 퐵1
퐻 퐵2
퐶 퐵1
푇 퐵1
퐶 퐵2
Bảng phân bố công suất:
t(h)
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-16
16-18
49,4
18-20
49,4
20-24
48,7963
-8,938
SC B1(t)=SC B2(t) 52,175
77,75
63,435
74,175 54,9938 54,9938
-15,408 -15,408 -15,408
ST B1(t)=ST B2(t) -18,643 -18,643 -5,703
0,767
0,767
SH B1(t)=SH B2(t) 33,5325 59,1075 57,7325 58,7675 39,5863 39,5863 50,1675 50,1675 39,8588
Bảng 2-3: Bảng phân bố công suất trong chế độ bình thường máy biến áp tự ngẫu
2.2.1.3 Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp
Đối với sơ đồ bộ MF-MBA hai dây quấn đã chọn theo điều kiện bộ:
SđmB ≥ SđmF
nên ta không cần kiểm tra quá tải.
Đồi với máy biến áp tự ngẫu, giả thiết sự cố trong hai trường hợp:
+ Sự cố hỏng một bộ máy phát – máy biến áp bên trung
+ Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu liên lạc
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 15
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
a, Sự cố hỏng một bộ MF-MBA bên trung
Giả thiết hỏng bộ F4-B4
Sơ đồ
HTĐ
SUT
110 kV
SCA
220 kV
B1
B2
B3
B4
STD
STD
1/2SuF
STD
1/2SuF
F4
F1
F3
F2
Công suất phía trung áp
푆
= 푆
= 0,5 . (푆 - S )
T B2 UT B3
T B1
Công suất phía hạ áp:
1
1
푆
= 푆
= S
― 푆 ― 푆
푈퐹
H B1
H B2
đm F
tdmax
2
4
Công suất phía cao áp:
푆
= 푆
= S - S
H B1 T B1
C B1
C B2
Công suất phát lên hệ thống thiếu là:
= 푆
푆
― (푆
+ 푆
퐶 퐵1
푡ℎ푖ế푢
푉퐻푇
퐶 퐵2)
0-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-16
16-18
18-20
20-24
t(h)
SH B1, B2 60,4825 60,4825 59,1075 60,1425 60,1425 60,1425 58,4175 58,4175 59,4525
ST B1, B2 13,3263 13,3263 26,2663 16,5613 16,5613 16,5613 32,7363 32,7363 23,0313
SC B1, B2 47,1563 47,1563 32,8413 43,5813 43,5813 43,5813 25,6813 25,6813 36,4213
Sthiếu 10,0375 61,1875 61,1875 61,1875 22,8250 22,8250 47,4375 47,4375 24,7500
SB3
63,9375 63,9375 63,9375 63,9375 63,9375 63,9375 63,9375 63,9375 63,9375
9,6600
9,6600 12,4100 10,3400 10,3400 10,3400 13,7900 13,7900
11,72
110
SUF (t)
SUT (t)
90,5900 90,5900 116,4700 97,0600 97,0600 97,0600 129,4100 129,4100
SVHT (t) 104,3500 155,5000 126,8700 148,3500 109,9875 109,9875 98,8000 98,8000 97,5925
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 16
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
Nhận xét:
Nhận thấy trong chế độ sự cố này máy biến áp tự ngẫu luôn làm việc ở chế độ truyền tải
công suất từ hạ lên cao và trung. Do đó cuộn hạ chịu tải lớn nhất. Vì vậy ta chỉ cần kiểm tra
quá tải cuộn hạ:
+
푆
= 푆 = α . 푆
= 0,5 . 160 = 80푀푉퐴
퐵 đ푚
퐻 đ푚
푡푡
+
푆
= 푆
= 60,4825 푀푉퐴 < 푆
퐻 퐵2 max 퐻 đ푚
퐻 퐵1 max
Như vậy máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải khi sự cố B4-F4.
Ta có dự trữ quay của hệ thống:
61,1875MVA
=
푆 = 180푀푉퐴 > 푆
푑푡
푡ℎ푖ế푢 푚푎푥
Vậy với sự cố này hệ thống có thể làm việc hoàn toàn bình thường.
Kết luận: Máy biến áp đã chọn đảm bảo điều kiện kỹ thuật
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 17
Đồ án thiết kế môn học Nhà máy điện
b, Sự cố hỏng một máy biến áp liên lạc
Giả thiết hỏng máy biến áp B2
Sơ đồ
HTĐ
SUT
110 kV
220 kV
B1
B2
B3
B4
STD
STD
STD
1/2SuF
1/2SuF
F4
F1
F3
F2
Lượng công suất phải tải sang trung áp B1 là:
푆
= S ― (S + S )
UT B3 B4
T B1
Công suất phía hạ áp:
Công suất phía cao áp:
1
푆
= S
― S ― 푆
푈퐹
H B1
tdmax
퐹ꢀđm
4
푆
= S
― S
푇 퐵1
C B1
H B1
Công suất phát lên hệ thống thiếu là:
= 푆
푆
― 푆
퐶 퐵1
푡ℎ푖ế푢
푉퐻푇 푚푎푥
SVTH: Phạm Văn Toàn
Trang 18
Tải về để xem bản đầy đủ
103 trang
30/03/2022
4120
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế môn học Nhà máy điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_mon_hoc_nha_may_dien.docx
