Bài giảng Nhà máy điện và trạm biến áp: Phần 1 - ĐH Sư phạm kỹ thuật Nam Định

Chia sẻ: Ermintrudetran Ermintrudetran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nhà máy điện và trạm biến áp: Phần 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái quát chung về nhà máy điện và trạm biến áp; Sơ đồ nối điện của nhà máy điện và trạm biến áp;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhà máy điện và trạm biến áp: Phần 1 - ĐH Sư phạm kỹ thuật Nam Định

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH tËp bµi gi¶ng NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Mã: TB2013-03-08 Nhóm biên soạn: Lưu Quốc Cường Nghiêm Thị Hưng NAM ĐỊNH - NĂM 2013
LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự tăng trƣởng của nền kinh tế quốc dân, hệ thống điện Việt nam không ngừng phát triển, luôn đi trƣớc một bƣớc nhằm phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc. Nhà máy điện và trạm biến áp là các khâu chủ yếu trong hệ thống điện. Nếu nhà máy điện làm nhiệm vụ sản xuất điện năng thì các trạm biến áp làm nhiệm vụ biến đổi điện áp phục vụ cho việc truyền tải phân phối năng lƣợng điện. Trong những năm gần đây nhiều nhà máy và trạm biến áp lớn đã và đang xây dựng, tƣơng lai sẽ xuất hiện nhiều công trình lớn hơn với những thiết bị thế hệ mới và đòi hỏi đầu tƣ rất lớn. Việc giải quyết đúng đắn những vấn đề về kinh tế kỹ thuật trong quy hoạch và thiết kế xây dựng và vận hành các nhà máy điện và trạm biến áp sẽ mang lại hiệu quả đáng kể đối với nền kinh tế quốc dân nói chung và đối với nghành điện nói riêng. Muốn tìm lời giải tối ƣu cho những vấn đề đã nêu cần có một hiểu biết sâu rộng về các vấn đề có liên quan đến các khâu trong hệ thống điện. Để phần nào đáp ứng đƣợc các yêu cầu về học tập, nghiên cứu, tính toán thiết kế, xây dựng vận hành phần điện trong các nhà máy điện và trạm biến áp nhóm tác giả đã biên soạn cuốn Tập bài giảng môn học “Nhà máy điện và trạm biến áp” đƣợc biên soạn dựa trên kinh nghiệm giảng dạy môn này trong nhiều năm kết hợp với những nguồn tài liệu có đƣợc. Để thống nhất nội dung giảng dạy, có tài liệu nghiên cứu cho sinh viên chuyên nghành Công nghệ Kỹ thuật điện chúng tôi đã biên soạn Tập bài giảng này. Môn học đƣợc chia thành 5 chƣơng: Chƣơng 1: Khái quát chung về nhà máy điện và trạm biến áp Chƣơng 2: Sơ đồ nối điện của nhà máy điện và trạm biến áp Chƣơng 3: Nguồn thao tác trong nhà máy điện và trạm biến áp Chƣơng 4: Mạch thứ cấp trong nhà máy điện và trạm biến áp Chƣơng 5: Thiết bị phân phối điện Trong quá trình biên soạn, nhóm tác giả đã cố gắng tham khảo nhiều nguồn tài liệu, cập nhật kịp thời các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong phạm vi nhà máy điện và trạm biến áp. Tuy nhiên do với hạn chế về thông tin nên Tập bài giảng không tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của bạn đọc để Tập bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn. Nội dung đóng góp xin gửi về bộ môn Kỹ thuật điều khiển -Khoa Điện điện tử trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam định. Nhóm tác giả i
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................................ i Chƣơng 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP.................... 1 1.1. NHÀ MÁY ĐIỆN ........................................................................................................... 1 1.1.1. Khái quát chung ....................................................................................................... 1 1.1.2 Nhà máy nhiệt điện .................................................................................................. 6 1.1.2.1. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi .............................................................................. 7 1.1.2.2 Nhà máy nhiệt điện rút hơi..................................................................................... 8 1.1.3 Nhà máy thủy điện ................................................................................................. 11 1.1.3.1 Nhà máy điện kiểu đập ......................................................................................... 13 1.1.3.2 Nhà máy thủy điện kênh dẫn ................................................................................ 14 1.1.3.3 Nhà máy thủy điện tích năng................................................................................ 15 1.1.4 Nhà máy điện nguyên tử ........................................................................................ 17 1.1.5 Các loại nhà máy điện khác .................................................................................... 19 1.1.5.1 Nhà máy địa nhiệt ................................................................................................ 19 1.1.5.2 Nhà máy điện mặt trời......................................................................................... 20 1.5.2 Nhà máy điện dùng sức gió (phong điện – PĐ) ..................................................... 21 1.2 Trạm biến áp .................................................................................................................. 21 1.2.1 Khái quát chung về trạm biến áp ........................................................................... 21 1.2.2 Vị trí và số lƣợng trạm biến áp .............................................................................. 24 1.2.3 Vận hành trạm biến áp ............................................................................................ 36 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................................................. 42 Chƣơng 2. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ..................... 43 2.1 Khái niệm chung ............................................................................................................ 43 2.1.1. Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện và trạm biến áp............................... 43 2.1.2 Chọn sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy điện và trạm biến áp ............................ 45 2.2 Sơ đồ thanh góp cơ bản .................................................................................................. 45 2.2.1 Sơ đồ nối mạch với thanh góp qua một máy cắt ..................................................... 47 2.2.1.1 Sơ đồ một thanh góp ............................................................................................ 47 2.2.1.2 Sơ đồ một thanh góp có phân đoạn : ................................................................... 49 2.2.1.3 Sơ đồ hai thanh góp ............................................................................................ 59 2.2.2 Sơ đồ nối mạch với thanh góp qua nhiều máy cắt .................................................. 69 2.2.3 Sơ đồ nối mạch vòng kín ........................................................................................ 70 2.2.4 Sơ đồ cầu ................................................................................................................. 73 2.3 Sơ đồ nối điện chính của một số nhà máy điện............................................................. 78 2.3.1. Sơ đồ nối điện chính của nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi ....................................... 78 2.3.2 Sơ đồ nối điện chính của nhà máy nhiệt điện rút hơi. ............................................. 84 2.3.2.1 Cách đặt kháng điện thanh góp ........................................................................... 86 ii
2.3.2.2 Cách đặt kháng điện đường dây ........................................................................... 91 2.3 Sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện nguyên tử ......................................................... 92 2.3.4 Sơ đồ nối điện chính của nhà máy thủy điện ........................................................... 93 2.4 Sơ đồ nối điện trạm biến áp ......................................................................................... 100 2.4.1 Khái quát chung ..................................................................................................... 100 2.4.2 Sơ đồ phía cao áp của trạm biến áp ....................................................................... 102 2.4.3 Sơ đồ phía hạ áp của trạm biến áp ......................................................................... 106 2.5 Điện tự dùng trong nhà máy điện và trạm biến áp ....................................................... 106 2.5.1 Khái quát chung ..................................................................................................... 106 2.5.2 Sơ đồ tự dùng trong nhà máy điện......................................................................... 111 2.5.3 Sơ đồ tự dùng của trạm biến áp ............................................................................. 123 2.5.4 Chọn máy biến áp và kháng điện tự dùng ............................................................. 124 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 2 ........................................................................................... 132 Chƣơng 3: NGUỒN THAO TÁC TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ......... 134 3.1 Khái niệm chung........................................................................................................... 134 3.2 Nguồn thao tác một chiều ............................................................................................. 134 3.2.1 Đặc tính về điện của acqui ..................................................................................... 136 3.2.2 Các sơ đồ làm việc của acqui ................................................................................ 138 3.2.3 Chọn acqui ............................................................................................................. 143 3.2.4 Chọn máy nạp acqui .............................................................................................. 145 3.3. Nguồn thao tác xoay chiều .......................................................................................... 146 3.4 Sơ đồ phân phối dòng thao tác một chiều, xoay chiều ................................................. 146 3.4.1 Sơ đồ phân phối dòng thao tác một chiều ............................................................. 146 3.4.2 Sơ đồ phân phối điện áp xoay chiều ...................................................................... 149 3.5 Lắp đặt acqui ................................................................................................................ 153 3.5.1 Cách lắp đặt acqui.................................................................................................. 153 3.5.2 Buồng đặt acqui ..................................................................................................... 154 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 3 ........................................................................................... 155 Chƣơng 4: MẠCH THỨ CẤP TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ............... 156 4.1. Khái niệm chung.......................................................................................................... 156 4.2. Các phần tử của mạch thứ cấp ..................................................................................... 159 4.3. Khóa điều khiển ........................................................................................................... 160 4.4. Các yêu cầu của sơ đồ điều khiển ................................................................................ 162 4.5. Sơ đồ điều khiển và tín hiệu của máy cắt .................................................................... 168 4.6. Sơ đồ điều khiển và tín hiệu của máy cắt .................................................................... 176 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 4 ........................................................................................... 183 Chƣơng 5. THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN ............................................................................. 184 5.1. Khái niệm chung.......................................................................................................... 184 5.1.2. Khoảng cách nhỏ nhất trong các thiết bị phân phối điện...................................... 186 iii
5.1.2. Khoảng cách rào bảo vệ ....................................................................................... 188 5.2. Lối đi trong các trạm có điện áp định mức lớn hơn 1kV ............................................ 190 5.3. Lối đi trong các trạm biến áp định mức dƣới 1kV ...................................................... 191 5.4. Các yêu cầu về xây dựng ............................................................................................ 192 5.4.1 Thiết bị phân phối điện trong nhà ......................................................................... 193 5.4.2. Thiết bị phân phối điện ngoài trời ........................................................................ 195 5.5 Một số cấu trúc mẫu của TBPP ngoài trời ................................................................... 199 5.5.1 Sơ đồ đặt thấp........................................................................................................ 201 5.5.2 Các sơ đồ dạng đặc biệt ........................................................................................ 203 5.5.3 Sơ đồ đƣờng chéo ................................................................................................. 203 5.5.4 Sơ đồ 1,5 máy cắt .................................................................................................. 206 5.5.5 Thiết bị phân phối điện kiểu hỗn hợp ................................................................... 206 5.6 Lắp đặt và nối MBA với TBPP .................................................................................... 207 5.6.1 Cách lắp đặt máy biến áp ...................................................................................... 207 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 5 .......................................................................................... 208 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 209 iv
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi năng lƣợng ở nhà máy nhiệt điện .............................................. 6 Hình 1.2. Sơ đồ quá trình sản xuất điện năng của NĐN Phả lại 1 .................................... 9 Hình 1.3. Sơ đồ quá trình sản xuất điện và nhiệt năng của nhiệt điện rút hơi ................ 10 Hình 1.4. Sơ đồ của nhà máy thủy điện kiểu đập: ............................................................. 12 Hình 1.5. Mặt cắt ngang của nhà máy thủy điện kiểu dập ................................................ 13 Hình 1.6. Sơ đồ nhà máy thủy điện kiểu ống dẫn .............................................................. 14 Hình 1.7. Sơ đồ thủy điện nhiều cấp .................................................................................... 15 Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý của nhà máy điện nguyên tử .................................................. 17 Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý của nhà máy điện địa nhiệt ..................................................... 20 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý của nhà máy nhiệt điện mặt trời ........................................... 20 Hình 1.11 Cách bố trí trạm biến áp trung gian của một khu liên hợp gang thép .......... 25 Hình 1.12. Sơ đồ hệ thống điện 110 kV .............................................................................. 28 Hình 1.13. Đồ thị phụ tải ngày công suất tác dụng của HTĐ và phân bố phụ tải cho các nhà máy ................................................................................................................. 30 Hình 1.14. Trạm một máy biến áp ....................................................................................... 32 Hình 1.15. Trạm hai máy biến áp ......................................................................................... 33 Hình 1.16. Trạm có nhiều máy biến áp làm việc song song ............................................. 33 Hình 1.17. Đƣờng dây kéo .................................................................................................... 34 Hình 1.18. Sơ đồ của một trạm biến áp ............................................................................... 35 Hình 1.19. Vận hành trạm hai máy biến áp theo sự biến thiên của phụ tải .................... 41 Hình 2.1: Sơ đồ một thanh góp không phân đoạn.............................................................. 47 Hình 2.2: Phân đoạn bằng 1 dao cách ly ............................................................................. 50 Hình 2.3: Phân đoạn bằng 2 dao cách ly ............................................................................. 51 Hình 2.4: Phân đoạn bằng máy cắt ...................................................................................... 52 Hình 2.5 : Sơ đồ một thanh góp có thanh góp vòng .......................................................... 53 Hình 2.6 : Sơ đồ một thanh góp có thanh góp vòng chỉ cần 1 MCNV ........................... 55 Hình 2.7 : Sơ đồ cung cấp điện có dự phòng ...................................................................... 56 Hình 2.8 : Sơ đồ dùng 2 máy cắt nối vào phân đoạn ......................................................... 57 Hình 2.9 : Sơ đồ một thanh góp có phân đoạn mạch nối vòng ........................................ 57 Hình 2.10 : Sơ đồ hai thanh góp ........................................................................................... 60 Hình 2.11 : Sơ đồ một thanh góp có phân đoạn thanh góp làm việc ............................... 62 Hình 2.12 : Sơ đồ thay thế một máy cắt của mạch bất kỳ bằng máy cắt nối .................. 63 Hình 2.13 : Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng ......................................................... 65 Hình 2.14 : Sơ đồ có MCNV ................................................................................................ 67 v
Hình 2.15. Các phƣơng án của sơ đồ một thanh góp ........................................................ 68 Hình 2.16. Sơ đồ hai thanh góp có hai máy cắt trên một mạch ....................................... 69 Hình 2.17: Sơ đồ một rƣỡi. ................................................................................................... 70 Hình 2.18: Sơ đồ nối hình vòng kín .................................................................................... 72 Hình 2.19: Sơ đồ cầu ............................................................................................................ 73 Hình 2.20: Sơ đồ cầu mở rộng ............................................................................................ 74 Hình 2.21: Sơ đồ cầu ngoài có dao cách ly ....................................................................... 75 Hình 2.22: Sơ đồ cầu trong có dao cách ly........................................................................ 76 Hình 2.23: Các phƣơng án nối theo sơ đồ bộ MPĐ – MBA ............................................ 79 Hình 2.24: Các sơ đồ bộ máy phát điện – máy biến áp - đƣờng dây .............................. 80 Hình 2.25: Sơ đồ hai thanh góp phân đoạn có thanh góp vòng ....................................... 81 Hình 2.26: Sơ đồ hai thanh góp có 4 MC/3 ........................................................................ 82 Hình 2.27: Sơ đồ bộ máy phát điện-máy điện á -đƣờng dây có thanh góp cân bằng ... 82 Hình 2.28: Sơ đồ lục giác kép .............................................................................................. 83 Hình 7.29: Sơ đồ ngũ giác kép........................................................................................... 83 Hình 2.30: Sơ đồ đa giác ngũ giác - lục giác ..................................................................... 84 Hình 2.31: Sơ đồ đa giác tứ giác - ngũ giác ...................................................................... 84 Hình 2.32: Sơ đồ cấu trúc của NĐR .................................................................................... 85 Hình 2.33: Sơ đồ thanh góp điện áp máy phát của NĐR ................................................. 87 Hình 2.34: Sơ đồ thanh góp điện áp máy phát (TGF) của NĐR (tiếp theo) ................... 88 Hình 2.35: Các phƣơng án đặt KĐdd ................................................................................... 91 Hình 2.36: Sơ đồ phía hạ áp của các bộ trong nhà máy điện NT .................................... 93 Hình 2.37: Sơ đồ bộ truyền tải công suất TĐ .................................................................... 94 Hình 2.38: Sơ đồ nối rẽ nhánh với một đƣờng dây ........................................................... 95 Hình 2.39: Sơ đồ nối rẽ nhánh với hai đƣờng dây ........................................................... 95 Hình 2.40: Sơ đồ nối nhà máy thủy điện với hai đƣờng dây đi qua............................... 96 Hình 2.41: Sơ đồ nối một hoặc ba máy biến áp nhà máy TĐ hai đƣờng dây đo qua ... 96 Hình 2.42: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phƣơng từ TGF ................................... 98 Hình 2.43: Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phƣơng từ các bộ của TĐ .................. 99 Hình 2.44: Sơ đồ nối điện trạm biến áp với lƣới điện.................................................... 100 Hình 2.45: Sơ đồ mẫu của các trạm biến áp phía cao áp ............................................... 104 Hình 2.46: Sơ đồ phía hạ áp của các trạm biến áp ......................................................... 105 Hình 2.47: Các phƣơng pháp dự trữ điện tự dùng ........................................................... 110 Hình 2.48: Sơ đồ một số phƣơng án cung cấp điện tự dùng .......................................... 111 Hình 2.49 a,b,c: Sơ đồ tự dùng 6 kV của nhà máy NĐN ............................................... 112 Hình 2.50: Sơ đồ tự dùng 0,4 kV của NĐN có các bộ 300 MW .................................. 113 vi
Hình 2.51 a, b : Sơ đồ tự dùng của NĐR .......................................................................... 116 Hình 2.52. Sơ đồ tự dùng của nhà máy điện nguyên tử .................................................. 118 Hình 2.53c. Sơ đồ tự dùng của nhà máy điện Nguyên Tử .............................................. 119 Hình 2.54: Các sơ đồ tự dùng của thủy điện..................................................................... 122 Hình 2.55: Sơ đồ tự dùng của TBA .................................................................................. 123 Hình 2.56: Sơ đồ tự dùng của bộ máy phát điện – máy biến áp hai cuộn dây ............ 125 Hình 2.57: Sơ đồ tính toán tự khởi động của các động cơ tự dùng ............................... 128 Hình 2.58: Sơ đồ thay thế của mạng điện ở hình 2.60 .................................................... 128 Hình 3.1. Đặc tính điện trở của các loại acqui khác nhau theo mức phóng. ................ 137 Hình 3.2a. Đặc tính phóng điện của acqui axit môden dòng điện lớn ......................... 138 Hình 3.2b. Đặc tính phóng điện của acqui kiềm .............................................................. 138 Hình 3.3. Sơ đồ acqui làm việc theo chế độ phóng nạp ................................................ 139 Hình 3.4. Sơ đồ acqui làm việc theo chế độ nạp thêm thƣờng xuyên ........................... 140 Hình 3.5. Sơ đồ acqui có phần tử ngƣợc ........................................................................... 141 Hình 3.6. Sơ đồ tạo nguồn điện một chiều bằng acqui và chỉnh lƣu. ............................ 142 Hình 3.7 Chế độ phóng nạp ................................................................................................ 143 Hình 3.8. Chế độ nạp thêm thƣờng xuyên ........................................................................ 143 Hình 3.9. Chế độ dự phòng ................................................................................................. 143 Hình 3.10. Đƣờng cong chọn acqui axit .......................................................................... 144 Hình 3.11. Đƣờng cong chọn acqui kiểm kiểu T và TP. ................................................. 144 Hình 3.12. Sơ đồ phân phối điện một chiều đối với thiết bị phân phối trong nhà ...... 147 Hình 3.13. Sơ đồ phân phối điện một chiều đối với thiết bị điện ngoài trời ................ 148 Hình 3.14. Sơ đồ phân phối điện một chiều ở bảng điều khiển .................................... 149 Hình 3.15. Sơ đồ cung cấp dòng thao tác cho máy cắt bằng máy biến dòng điện...... 149 Hình 3.16. Sơ đồ cung cấp dòng thao tác cho bảo vệ rơle bằng máy biến điện áp ..... 150 Hình 3.17. Sơ đồ bộ nguồn tổng hợp máy biến dòng điện và máy biến điện áp ........ 151 Hình 3.18. Sơ đồ cung cấp dòng thao tác cho bảo vệ rơle bằng thiết bị tích điện ....... 152 Hình 3.19. Bộ tạo nguồn xoay chiều an toàn................................................................... 153 Hinh 4.1: Các chức năng của hệ thống thứ cấp trong trạm đóng cắt cao áp ................ 156 Hình 4.2. Sơ đồ biểu diễn vị trí đóng mở của các đầu tiếp xúc của KĐK .................... 161 Hình 4.3. Sơ đồ tín hiệu của máy cắt ................................................................................. 163 Hình 4.4. Sơ đồ mạch đóng cắt máy cắt bằng tay và tự động ........................................ 163 Hình 4.5. Sơ đồ kiểm tra mạch đóng cắt bằng tín hiệu ánh sáng ................................... 164 Hình 4.6. Sơ đồ đồng bộ khóa bằng điện chống đóng cắt nhiều lần liên tục ............... 165 Hình 4.7. Sơ đồ mạch tín hiệu âm thanh sự cố ................................................................. 166 Hình 4.8: Khóa liên động .................................................................................................... 167 vii
Hình 4.9. Cái chỉ vị trí kiểu IIC của dao cách ly ............................................................. 169 Hình 4.10. Sơ đồ khử tín hiệu âm thanh sự cố tập trung tác động không lập lại ........ 170 Hình 4.11. Sơ đồ tín hiệu âm thanh sự cố tác động lập lại ............................................. 171 Hình 4.12. Sơ đồ của rơle tín hiệu xung RTX có khuếch đại dòng bằng tiristor ........ 172 Hình 4.13. Sơ đồ khử tín hiệu báo trƣớc tác động lập lại ............................................... 173 Hình 4.14. Cấu tạo của rơle phân cực RPC ...................................................................... 174 Hình 4.15. Sơ đồ tín hiệu chỉ huy ...................................................................................... 175 Hình 4.16. Sơ đồ điều khiển và tín hiệu máy cắt có kiểm tra mạch điều khiển bằng ánh sáng ..................................................................................................................... 177 Hình 4.17. Sơ đồ điều khiển và tín hiệu máy cắt có kiểm tra mạch điều khiển bằng âm thanh ................................................................................................................... 179 Hình 4.18. Sơ đồ điều khiển và tín hiệu máy cắt không khí 110 kV ............................ 181 Hình 5.1 Khoảng cách tối thiểu + khoảng cách an toàn = khoảng cách rào bảo vệ .... 189 Hình 5.2 Chiều cao tối thiểu của bộ phận có điện trên lối đi ......................................... 189 Hình 5.3 Khoảng cách tối thiểu dùng làm đƣờng giao thông trong trạm đóng cắt ngoài trời ....................................................................................................................... 191 Hình 5.4 Kích thƣớc lối đi tối thiểu .................................................................................. 191 Hình 5.5. Các kích thƣớc tối thiểu dùng cho rào chuẩn ................................................. 192 Hình 5.14 Trạm đóng cắt 245kV ngoài trời có hai thanh góp ( sơ đồ kinh điển)........ 201 Hình 5.15 Trạm đóng cắt 123kV ngoài trời có hai sơ đồ cùng tuyến ........................... 202 Hình 5.16 Trạm đóng cắt ngoài trời 123kV, hai thanh góp sơ đồ ngang ..................... 202 Hình 5.17 Trạm trung tâm phụ tải 123 kV (nối hình chữ H) ......................................... 203 Hình 5.18 Trạm 420kV ngoài trời thanh góp kiểu ống sơ đồ đƣờng chéo, thanh góp ở trên ...................................................................................................................... 204 Hình 5.19 Trạm 242kV ngoài trời có hai thanh góp sơ đồ đƣờng chéo, thanh góp ở dƣới, bố trí một hang ........................................................................................ 205 Hình 5.20 Trạm 420kV ngoài trời, dây dẫn dạng ống, ba thanh góp và thanh góp đƣờng vòng, sơ đồ đƣờng chéo bố trí một hàng ........................................... 205 Hình 5.21 Trạm ngoài trời 525kV, sơ đồ 1,5 máy cắt .................................................... 206 viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Sự phát triển của hệ thống điện lực Việt Nam ................................................4 Bảng 1.2 Tổng sản lƣợng điện của các năm đến 2010 ....................................................5 Bảng 1.3 Công suất đặt ở các nhà máy điện và năng lƣợng sản xuất trên thế giới ........6 Bảng 2.1 Hệ số tự dùng cực đại tính theo % công suất đặt của nhà máy và trạm .....107 Bảng 4.1 Các kí hiệu của rơle......................................................................................159 Bảng 5.1a : khoảng cách tối thiểu đối với khoảng điện áp 1< U , 52kV ...................... 187 Bảng 5.1b: Khoảng cách tối thiểu với khoản điện áp 52kV  Um  300kV ............... 187 Bảng 5.1 c. khoảng cách tối thiểu với điện áp Um  300 kV ......................................... 188 Bảng 5.2: chiều cao và khoảng cách tối thiểu rào bảo vệ đối với trạm ngoài trời ....... 189 Bảng 5.3: Chiều cao và khoảng cách tối thiểu rào bảo vệ đối với trạm trong nhà ...... 190 Bảng 5.4. Mức ô nhiễm và khoảng cách phóng điện....................................................... 196 Bảng 5.5. Các cấu hình trạm ngoài trời thông dụng ........................................................ 200 ix
BẢNG VIẾT TẮT EVN: Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam NMĐ: Nhà máy điện NĐ: Nhiệt điện TĐ: Thủy điện NT: Điện nguyên tử NĐN: Nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi NĐR: Nhà máy nhiệt điện rút hơi PĐ: Phong điện ĐĐ: Nhà máyđiện địa nhiệt HTĐ: Hệ thống điện MBA: Máy biến áp TBA: Trạm biến áp CL: Dao cách ly thanh góp MC: Máy cắt KPY: Các thiết bị phân phối trọn bộ TĐD: Tự động đóng nguồn dự trữ HTTG: Hệ thống thanh góp MCV: Máy cắt vòng TG1 và TG2: Thanh góp1 thanh góp2 TGV: Thanh góp vòng PĐ1: Phân đoạn 1 TGLV: Thanh góp làm việc TGDT: Thanh góp dự trữ MCN: Máy cắt nối CLS: Dao cách ly sửa BVRL: Bảo vệ rơ le CLV1 và CLV2: Dao cách ly vòng 1 và dao cách ly vòng 2 MCVN: Máy cắt nối vòng MCN: Máy cắt nối KĐdđ: Kháng điện đƣờng dây TBPP: Thiết bị phân phối điện MB : Các máy bù đồng bộ TĐT : Các tụ điện tĩnh TD : Điện tự dùng ChL: Các bộ chỉnh lƣu x
Chƣơng 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1. NHÀ MÁY ĐIỆN 1.1.1. Khái quát chung Điện lực là một trong những ngành kinh tế then chốt của nền kinh tế. Do xác định đƣợc vị trí và tầm quan trọng của ngành công nghiệp điện lực trong nền kinh tế quốc dân, từ nhiều năm nay, mặc dù có nhiều khó khăn về nhiều mặt. Đảng và nhà nƣớc ta đã dành nhiều sự quan tâm lớn cho việc đầu tƣ, phát triền nguồn điện năng từ trung ƣơng đến địa phƣơng. Đặc biệt, hơn nửa thập kỉ qua ngành điện lực đƣợc coi là hƣớng ƣu tiên phát triển hàng đầu. Bởi lẽ nó là động lực của sự vận hành toàn bộ nền kinh tế và đáp ứng nhu cầu về dân sinh ngày càng cao của mọi tầng lớp nhân dân.Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc, vai trò của ngành điện lực lại đƣợc nhân lên gấp bội. Điều đáng mừng là sau những thập niên thiếu điện triền miên thì những năm gần đây,bằng sự nỗ lực của chính mình, về cơ bản chúng ta không những có thể cung cấp đủ điện để đáp ứng nhu cầu trong nƣớc, mà còn có điện xuất khẩu sang các nƣớc láng giềng. Nhiều công trình thế kỷ thuộc ngành điện đã và đang đƣợc thực hiện. Để thấy đƣợc những bƣớc tiến quan trọng của ngành điện lực xin đƣợc điểm qua các giai đoạn của ngành trong những thập kỷ qua và tƣơng lai của nó trong những thập niên tới của thế kỷ 21. Ngành điện lực Việt Nam đƣợc thành lập từ 15/8/1954 với cơ sở ban đầu là các công trình điện nhỏ do pháp để lại. Có các nhà máy điện công suất nhỏ nhƣ Yên Phụ, Cửa Cấm, Thƣợng Lý, Cọc Năm…truyền tải điện bằng các đƣờng dây điện áp không quá 35 kV đáp ứng nhu cầu hạn chế cho các khu vực xung quanh chủ yếu là các công sở các xí nghiệp nhỏ và sinh hoạt. Tổng công suất chỉ khoảng 100 MW với sản lƣợng điện hàng năm là 180 triệu kWh Đầu năm 1954 nhất là sau khi đất nƣớc thống nhất, với tiềm năng lớn về các nguồn năng lƣợng tự nhiên nhiều sông dài và địa hình dốc có thể xây dựng nhà máy thủy điện lớn các mỏ than, dầu khí với trữ lƣợng lớn thuận tiện cho việc phát triển nhà máy nhiệt điện. Ngành điện lực Việt Nam đã tiến những bƣớc vững chắc cùng sự đi 1
lên của nền kinh tế đất nƣớc. Có thể chia quá trình phát triển đã qua của ngành điện lực Việt Nam thành các giai đoạn sau: 1. Giai đoạn 1954-1975: đất nƣớc bị chia cắt thành hai miền Nam Bắc. Ở miền Bắc cục điện lực đƣợc thành lập, là tiền thân của Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam ngày nay (EVN). Nhiệm vụ ban đầu là huy động nhanh chóng các nguồn điện để phát triển kinh tế. Các nhà máy điện cũ đƣợc đại tu, cải tiến, đồng thời thêm nhiều nhà máy điện với công suất nhỏ và trung bình nhƣ Việt Trì, Thái Nguyên, Hà Bắc, Uông Bí, Thác Bà, Ninh Bình … Song song với việc xây dựng các nhà máy điện mới các lƣới điện cũng không ngừng đƣợc mở rộng, nhiều đƣờng dây 110kV xuất hiện với chiều dài hàng trăm km. Tính đến cuối năm 1975, công suất của các nhà máy điện miền Bắc đã đạt đến trên 450MW, tổng sản lƣợng hàng năm đạt khoảng 1264 triệu kWh (1975) 2. Giai đoạn 1975-1995: Năm 1975 đất nƣớc hoàn toàn thống nhất. Cả nƣớc tập trung tái thiết đất nƣớc và phát triển kinh tế. Chính phủ đầu tƣ rất lớn vào việc xây dựng, phát triển hệ thống điện cả nƣớc. Nhiều nhà máy điện công suất lớn, hiện đại đƣợc xây dựng và đƣa vào hoạt động nhƣ Phả Lại, Hòa Bình, Trị An, Phú Mỹ, Thác Mơ…cùng mạng lƣới điện 110; 220 kV phát triển rộng khắp đất nƣớc. Ngày 29/5/1994, đƣờng dây 500kV Bắc-Nam đƣợc hoàn thành, hợp nhất hệ thống điện ba miền, vận hành dƣới sự điều khiển thống nhất của Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia. Đƣờng dây 500kV có ý nghĩa quan trọng trong việc cân bằng năng lƣợng cả nƣớc, tận dụng đƣợc các nguồn năng lƣợng dồi dào, rẻ tiền của cả ba miền. 3. Giai đoạn 1995 đến năm 2000: Ngày 27/01/1995, Tổng công ty Điện Lực Việt Nam chính thức đƣợc thành lập, thống nhất quản lý và huy động các nguồn năng lƣợng của hệ thống điện quốc gia, phát triển ngành điện lực, phục vụ có sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc. Nếu nhƣ năm 1995 sản lƣợng điện nƣớc ta chỉ đạt 14 tỷ kWh thì đến năm 2000 sản lƣợng điện đã đạt đến 24 tỷ kWh , trung bình sản lƣợng điện hàng năm tăng 13-14 %; lƣới điện quốc gia đã vƣơn tới 61 tỉnh thành. Năm 2001, nhiều tổ máy mới của các nhà máy đang xây dựng đƣợc đƣa vào hoạt động nhƣ hai tổ máy còn lại của nhà máy thủy điện Yaly, hai tổ máy của nhà máy điện Phả Lại 2. Cùng với việc xây dựng thêm các nhà máy điện, lƣới điện truyền tải 500 kV; 220 kV; 110 kV và lƣới phân phối 22kV, 35 kV cũng không ngừng đƣợc mở rộng. Ngoài đƣờng dây 500 kV dài 1487 km cùng các trạm biến áp Hòa Bình, Phú Lâm , trạm bù Hà Tĩnh,trạm bù trung chuyển Đà Nẵng, còn có 25 trạm biến áp 220kV với 2
các đƣờng dây 220kV có tổng chiều dài 2000 km ; 132 trạm 110-66 kV cùng với các đƣờng dây 110-66 kV có tổng chiều dài 5200 km. Điều đặc biệt đáng chú ý của hệ thống điện nƣớc ta hiện nay là nguồn thủy điện khá lớn. Nếu hiện nay tổng công suất đặt của các máy là 6000 MW và tổng sản lƣợng là 28 tỷ kWh thì thủy điện chiếm 62%,nhiệt điện than 17%, nhiệt điện dầu 15%, nhiệt điện khí 5%, diezel 1% .Trong khi với đa số các nƣớc trên thế giới, nguồn năng lƣợng phát ra của các nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 80%, các nhà máy thủy điện chỉ chiếm 18 đến 20 %. Dƣới đây là vài con số thống kê về sự phát triển của hệ thống điện lực Việt Nam (bảng 1.1) Bảng 1.1 Sự phát triển của hệ thống điện lực Việt Nam Năm Công suất tổng các NMD (MW) Tổng sản lƣợng (106 kWh) 1954 (miền Bắc ) 100 180 1975 (miền Bắc ) 451 1264 (miền Nam ) 849 1495 1984 1500 3870 1994 4000 9590 1997 4982 19150 1998 5335 21294 1999 (ƣớc tính) 6000 > 23000 Mặc dù có sự đầu tƣ mạnh nhất cho ngành điện,Việt Nam vẫn là nƣớc có mức tiêu thụ điện thấp nhất thế giới, thấp nhất khu vực Đông Nam Á. Mức tiêu thụ điện bình quân đầu ngƣời ở nƣớc ta hiện nay là 250 kWh/ngƣời/năm, trong khi đó tại Mỹ, Nhật Bản, Thái Lan và Philippin, mức tiêu thụ này lần lƣợt là 6500; 7000; 720; 500 kWh/ngƣời/năm. Mức tiêu thụ điện nhiều và tăng nhanh ở các thành phố lớn và các khu công nghiệp. Ở Hà Nội là 320, ở thành phố Hồ Chí Minh là 300, trong khi ở miền Trung chỉ là 162 kWh/ngƣời/năm. 4. Giai đoạn từ 2000 đến 2010 Theo các số liệu của viện năng lƣợng, nhu cầu về điện ở nƣớc ta trong những năm qua tăng ở mức 11 đến 15 % trong giai đoạn 2000 – 2010 sẽ tăng bình quân từ 11 đến 13 %. Tổng sản lƣợng điện của những năm tiếp theo nhƣ sau (bảng 1.2 ) 3
Bảng 1.2 Tổng sản lượng điện của các năm đến 2010 Năm 2000 2005 2010 Tổng sản lƣợng (109 kWh ) 27,5 – 30 47,7 – 53,6 78,4 – 87,3 Để đáp ứng cá nhu cầu điện sắp tới , ngành điện lực Việt Nam đã xây dựng các kế hoạch về phát triển hệ thống điện Việt Nam trong tƣơng lai. Khi đó, chỉ trong 5 năm (2001 – 2005) nhà nƣớc đã đầu tƣ để xây dựng và mở rộng các công trình về điện nhƣ các nhà máy điện Phú Mỹ, Ô Môn, Quảng Ninh, Uông Bí, Hải Phòng ,Sê San 3 và 4 …Nổi bật hơn cả là công trình xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La , một công trình mang vóc dáng của thế kỷ. Từ đầu năm 2001, hàng loạt công việc chuẩn bị đã đƣợc triển khai nhƣ mở đƣờng, chuẩn bị vốn, giải phóng mặt bằng …Cũng theo kế hoạch này sau 8 năm xây dựng tổ máy số 1 của công trình đồ sộ này đã đƣợc đƣa vào hoạt động, công suất của nhà máy khi hoàn thành sẽ lớn hơn cả nhà máy thủy điện Hòa Bình (khoảng 2400MV ). Khi công trình hoàn thành, toàn bộ khu vực này sẽ trở thành một quần thể du lịch hấp dẫn, một hệ thống giao thông thuận tiện. Một hồ chứa 11 tỷ mét khối nƣớc đủ sức trị thủy sông Hồng, sông Đà , giải quyết vấn đề lũ lụt cho vùng đồng bằng Bắc Bộ. Theo các số liệu của Viện Vật Lý và kỹ thuật hạt nhân, năm 2010 tổng công suất của hệ thống điện nƣớc ta đạt đến 14.000 MW, trong đó gần 8000 MW là thủy điện, nhiệt điện khoảng 6000 MW và sản lƣợng hằng năm khoảng 68 đến 75 tỷ kWh. Với tỷ trọng thủy điện lớn nhƣ vậy, giá thành điện năng sẽ rẻ và còn có nhiều lợi ích khác. Song cũng có thể gây nhiều khó khăn trong vận hành hệ thống do công suất của thủy điện biến thiên mạnh giữa mùa nƣớc và mùa khô, giữa năm nhiều nƣớc và năm ít nƣớc. Vào mùa khô, thủy điện chỉ phát đƣợc 30 đến 40 % sản lƣợng, do đó cần có nguồn dự phòng lớn từ các nguồn nhiệt điện và các nguồn năng lƣợng khác. Song việc phát triển nhiệt điện than cũng có nhiều hạn chế bởi chính khả năng của ngành than và vấn đề môi trƣờng. Muốn phát triển tiếp tục nhiệt điện than cần tính đến việc nhập nhiên liệu. Tuabin khí hỗn hợp có thể là phƣơng án hấp dẫn vì ta có trữ lƣợng khí khoảng 100 đến 150 tỷ mét khối. Mặt khác có thể tính đến khả năng trao đổi năng lƣợng với các nƣớc trong khu vực khi có sự tận dụng khai thác về thủy điện của sông Mê Kông . Song vào những năm tiếp theo nhu cầu về năng lƣợng còn cao hơn rất nhiều, giải pháp là chúng ta sẽ xây dựng thêm các nhà máy điện nguyên tử Ninh Thuận 1 và Ninh Thuận 2 để bổ xung công suất vào nguồn điện lƣới quốc gia . 4
Để đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất, giao thông vận tải và đời sống, ngành điện lực trên toàn thế giới không ngừng phát triển, đã đạt đƣợc những bƣớc tiến đáng kể. Nhiều nhà máy điện hiện đại công suất lớn đƣợc xây dựng cùng với các đƣờng dây siêu cao áp ra đời. Nhƣ đã biết, có nhiều loại nhà máy điện đang hoạt động ở các nƣớc, nhƣng chủ yếu là các nhà máy nhiệt điện, thủy điện và điện nguyên tử. Vào đầu thập kỷ 90 thế kỷ trƣớc, công suất đặt ở các nhà máy điện và năng lƣợng sản xuất trên thế giới nhƣ trong bảng 1.3 Bảng 1.3 Công suất đặt ở các nhà máy điện và năng lượng sản xuất trên thế giới Công suất đặt Năng lƣợng sản xuất 6 Loại nhà máy điện 10 106 % % MW MW Nhiệt điện 1403 70.0 5877 69.2 Thủy điện 463 23.0 1780 20.9 Nguyên tử 141 7.0 843 9.9 Việc sản xuất và tiêu thụ năng lƣợng phân bố rất không đều, khoảng 85% công suất cuả các nhà máy điện và năng lƣợng sản xuất ra tập trung vào 20 nƣớc có nền công nghiệp phát triển. Ví dụ nhƣ ở Mỹ với dân số 219,9 triệu ngƣời, công suất đặt của các nhà máy 634 triệu MW với sản lƣợng hằng năm 2.500 triệu MWh ; Nhật Bản với dân số 115,3 triệu dân có công suất đặt 143 triệu MW và sản lƣợng 620 triệu MWh; các con số tƣơng ứng ở Canada là 25,3 triệu dân , 82 triệu MW và 370 triệu MWh và ở Pháp là 53,4 triệu dân , 65,8 triệu MW và 277 triệu MWh. Một số hệ thống điện lớn giữa các quốc gia cũng đã đƣợc hình thành, nhƣ hệ thống điện Bắc Mĩ, Đông Âu, Tây Âu, vùng Ban căng . Cùng với việc ra đời các hệ thống điện lớn là việc tăng số lƣợng, khả năng tải của các đƣờng dây liên lạc của các hệ thống và giữa các nút trong hệ thống bằng cách sử dụng các cấp siêu cao áp và các đƣờng dây tải điện 1 chiều. Với dòng điện xoay chiều, phổ biến là các điện áp 330 – 500 kV nhiều nƣớc đã sử dụng điện áp 750 kV (trong đó có Canada, Mĩ , Nhật , Nga, Braxin ), một số nƣớc đã và đang xây dựng các đƣờng dây 1000 đến 1200 kV (Nga, Mĩ, Nhật, Italia). Với dòng điện 1 chiều phổ biến là điện áp ± 125 đến ± 500 kV, cá biệt có đƣờng dây ± 750 kV. Việc ra đời các hệ thống điện lớn cho phép xây dựng các nhà máy điện có công suất lớn, nhƣ thủy điện Grende-kily của Mĩ có công suất 6200 MW; nhà máy điện nguyên tử Fukusima của Nhật 4700 MW; nhà máy nhiệt điện Kasima của Nhật 4400 5
MW; nhà máy điện nguyên tử Leningrade (Nga) 4000 MW ; thủy điện Krasnoiarsk 6000 MW . Nhà máy điện (NMĐ) là các cơ sở công nghiệp đặc biệt, làm nhiệm vụ sản xuất điện và nhiệt năng từ các dạng năng lƣợng tự nhiên khác nhau nhƣ hóa năng của nhiên liệu, thủy năng của nƣớc năng lƣợng nguyên tử,quang năng của mặt trời và động năng của gió…Năng lƣợng phát ra từ các nhà máy điện đƣợc truyền tải bởi một loạt các thiết bị năng lƣợng khác nhau nhƣ các máy biến áp tăng và hạ áp, các đƣờng dây trên không và cáp, đến các hộ tiêu thụ nhƣ các xí nghiệp, các thành phố, các vùng nông thôn.. Tùy thuộc vào dạng năng lƣợng tự nhiên đƣợc sử dụng, ngƣời ta chia các NMĐ thành các nhà máy nhiệt điện (NĐ), thủy điện (TĐ), điện nguyên tử (NT), phong điện (PĐ), điện mặt trời (MT), điện địa nhiệt (ĐN). Hiện nay năng lƣợng điện và nhiệt chủ yếu đƣợc sản xuất bởi các nhà máy NĐ, TĐ và NT Trong các nhà máy NĐ, thƣờng sử dụng ba loại nhiên liệu : rắn, lỏng, khí. Theo các động cơ sơ cấp dùng để quay máy phát điện, các nhà máy nhiệt điện lại đƣợc chia thành nhà máy NĐ tuabin hơi, máy hơi nƣớc, động cơ đốt và tuabin khí. Các nhà máy NĐ tuabin hơi còn đƣợc chia thành nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi (NĐN) và nhà máy nhiệt điện rút hơi (NĐR) Nhƣ đã nêu ở trên, trong hệ thống điện nƣớc ta hiện nay mới chỉ có các nhà máy NĐ và TĐ. Nguồn công suất chủ yếu là các nhà máy thủy điện, rồi đến NĐ chạy than, NĐ chạy dầu, NĐ chạy khí. Tình hình này còn kéo dài trong nhiều thập kỷ tới vì nguồn thủy năng của nƣớc ta tƣơng đối lớn. Dễ thấy rõ đặc điểm của quá trình sản xuất điện năng trong các NMĐ, ta sẽ nghiên cứu chi tiết từng loại NMĐ hiện đang hoạt động trong nƣớc và trên thế giới. 1.1.2 Nhà máy nhiệt điện Trong nhà máy NĐ, hóa năng của các nhiên liệu (than, dầu, khí đốt) đƣợc biến đổi thành năng lƣợng điện và nhiệt. Quá trình biến đổi năng lƣợng trong nhà máy NĐ đƣợc mô tả trên hình 1.1 Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi năng lượng ở nhà máy nhiệt điện 6
Nhƣ đã trình bày ở trên, có hai loại nhà máy NĐ là nhiệt điện ngƣng hơi (NĐN) và nhiệt điện rút hơi (NĐR). Mỗi loại có những trang bị riêng và chế độ làm việc đặc biệt của nó. 1.1.2.1. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi Nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi là nhà máy NĐ chỉ làm nhiệm vụ sản xuất điện năng, nghĩa là toàn bộ năng lƣợng nhiệt của hơi nƣớc do lò hơi sản xuất ra đều đƣợc dùng để sản xuất điện. NĐN là loại hình chính và phổ biến của NĐ. Nhiên liệu dùng trong các nhà máy NĐ là các nhiên liệu rắn: than đá, than bùn,...; nhiên liệu lỏng là các loại dầu đốt; nhiên liệu khí đƣợc dùng nhiều là khí tự nhiên, khí lò cao từ các nhà máy luyện kim, các lò luyện than cốc. Trong một số trƣờng hợp, khí còn đƣợc dùng làm nhiên liệu phụ trong các nhà máy dùng nhiên liệu rắn và lỏng. Việc sử dụng khí tự nhiên ở các nhà máy NĐ mang lại hiệu quả kinh tế đáng nể do giảm đƣợc khoảng 20% chí phí xây dựng nhà máy do hệ thống cung cấp và xử lý nhiên liệu đơn giản và rẻ tiền hơn; giá thành điện năng cũng giảm do giảm chi phí cho nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và khấu hao các thiết bị. Hiệu suất công cao hơn so với NĐ chạy than 4 đến 5% do giảm đƣợc tổn thất nhiệt; ít gây ô nhiễm môi trƣờng. Khi có các ống dẫn khí thì việc vận chuyển khí đến các nhà máy điện sẽ rẻ hơn rất nhiều so với việc vận chuyển than bằng đƣờng thủy hoặc đƣờng sắt. Lƣợng điện tự dùng trong các nhà máy nhiệt điện chạy khí và dầu cũng nhỏ hơn rất nhiều so với NĐ chạy than. Trên hình 1.2 giới thiệu sơ đồ nguyên lý của nhà máy NĐN. Than từ kho chứa nhiên liệu 1 qua hệ thống vận chuyển nhiên liệu 2 để vào bọ sấy 3 rồi sau đó đƣa vào lò hơi 4. Trong lò 4 xảy ra phán ứng cháy, chuyển hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng của hơi nƣớc. Khói từ lò hơi qua bộ hâm nƣớc 14, bộ sấy không khí 15, quạt khói 16 đẩy khói vào ống khói để thải ra ngoài. Nƣớc từ bình khử khí 11 đực bơm nƣớc cấp 12 bơm qua bình gia nhiệt cao áp 13, bộ hâm nƣớc 14 rồi vào lò hơi 4. Trong lò hơi, nƣớc nhận nhiệt năng từ nhiên liệu cháy, biến thành hơi nƣớc có áp suất và nhiệt độ cao (p= 130~240 ata; t= 540~6650C). Hơi nƣớc ra lò đƣợc đƣa vào tua bin hơi 5. Tại tuabin, nhiệt năng của hơi nƣớc đƣợc biến thàn cơ năng, làm quay tuabin, áp suất và nhiệt độ của hơi nƣớc giảm xuống. Tuabin làm quay máy phát điện (MF) để biến cơ năng thành điện năng và đƣa và lƣới điện qua máy biến áp tăng áp 6. Hơi nƣớc sau khi ra khỏi tuabin có áp suất và nhiệt độ thấp (p=0.03~0,04 ata; t=30~400C), mang theo một lƣợng nhiệt đáng kể không đƣợc sử dụng và bình bơm 7
tuần hoàn 8 đẩy vào. Nƣớc từ bình ngƣng 7 đƣợc bơm nƣớc ngƣng 9 đƣa trở lại bình khử khí 11 qua bình gia nhiệt hạ áp 10. Một phần hơi nƣớc đƣợc trích từ tuabin để cung cấp, cho bình gia nhiệt cao áp 13, bình khử khí 11 và bình gia nhiệt hạ áp 10. So với các NMĐ khác, NĐN có các đặc điểm sau: 1. Công suất lớn, thƣờng đƣợc xây dựng gần nguồn nhiên liệu; 2. Phụ tải cung cấp cho khu vực gần nhà máy (phụ tải địa phƣơng) rất nhỏ, phần lớn điện năng phát ra đƣợc đƣa lên điện áp cao để cung cấp cho các phụ tải ở xa; 3. Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ trong giới hạn từ Pmin đến Pmax 4 Thời gian khởi động lâu khoảng 3 đến 10 giờ (kể cả phần lò hơi và tuabin), thời gian nhỏ đối với nhà máy chạy dầu và khí, lớn đối với nhà máy chạy than. 5. Có hiệu suất thấp thông thƣờng từ 30% đến 35%; với các nhà máy NĐN hiện đại có thông số hơi siêu cao có thể đạt đƣợc 40% đến 42%. 6. Lƣợng điện dùng lớn từ 3 đến 15%. Các nhà máy chạy than có lƣợng điện tự dùng lớn hơn. 7. Vốn xây dựng nhỏ và thời gian xây dựng nhanh so vơi TĐ. 8. Gây ô nhiễm môi trƣờng do khói, bụi ảnh hƣởng đến môi trƣờng một vùng rộng lớn. Để tăng hiệu suất của NĐN, ngƣời ta không ngừng tăng tham số của hơi nƣớc và tăng công suất của các tổ máy. Trên thế giới, ngƣời ta dùng phổ biến các tổ máy 300; 500 và 800MW, một số nƣớc còn dùng các tổ máy đến 1000, 1200MW. Ở nƣớc ta hiện nay, các nhà máy NĐ công suất lớn và trung bình đều là NĐN, tổ máy có công suất lớn nhất là 300MW( Phả Lại 2). 1.1.2.2 Nhà máy nhiệt điện rút hơi Nhà máy NĐR là các nhà máy NĐ vừa sản xuất nhiệt năng vừa sản xuất điện năng. Hơi nƣớc hay nƣớc nóng từ nhà máy đƣợc truyền đến các hộ tiêu thụ nhiệt công nghiệp hay sinh hoạt bằng hệ thống ống dẫn với bán kính trung bình 1 đến 2 km đối với lƣới truyền hơi nƣớc và 5 đến 8 km đối với lƣới nƣớc nóng. 8
Hình 1.2. Sơ đồ quá trình sản xuất điện năng của NĐN Phả lại 1 1 – kho chứa nhiên liệu; 2 - cơ cấu chuyển nhiên liệu; 3 - bộ sấy nhiên liệu; 4- nồi hơi; 5-tuabin; 6-máy phát điện; 7-bình ngƣng tụ; 8 – bơm tuần hoàn; 9- bơm nƣớc ngƣng tụ; 10 – bình gia nhiệt hạ áp; 11 – bình khử khí (O2, CO2); 12- Bơm cấp nƣớc; 13 – bình gia nhiệt cao áp; 14- bộ hâm nƣớc; 15 -bộ sấy không khí; 16-quạt khói; 17-quạt gió. 9