ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân 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 xây dựng 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.
I.1.1. Chọn máy phát điện.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là
60MW.
Chọn 4 máy phát điện kiểu TBΦ-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104. [1] ) có
các thông số như bảng 1-1:
Bảng 1-1
K
KÍ
Í
H
HI
IỆ
ỆU
U
S
Sđ
đm
m
M
MV
VA
A
P
Pđ
đm
m
M
MW
W
c
co
os
sϕ
ϕđ
đm
m
U
Uđ
đm
m
k
kV
V
I
Iđ
đm
m
k
kA
A
Đ
Đi
iệ
ện
n
k
kh
há
án
ng
g
t
tư
ươ
ơn
ng
g
đ
đố
ối
i
X
Xd
d’
’’
’
X
Xd
d’
’
X
Xd
d
T
TB
BΦ-
-6
60
0-
-2
2
7
75
5
6
60
0
0
0,
,8
80
0
1
10
0,
,5
5
4
4,
,1
12
25
5
0
0,
,1
14
46
6
0
0,
,2
22
2
1
1,
,6
69
91
1
I.1.2. Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp dưới dạng
bảng theo % công suất tác dụng và hệ số cosϕ, ta tính được phụ tải ở các cấp
điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau:
ϕ
Cos
P
St
t= với : 100
%. max
Pp
P
t=.
Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA).
Cosϕ _ Là hệ số công suất của phụ tải.
I.1.3. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy.
Nhà máy gồm 4 tổ máy có công suất mỗi tổ:
Pđm = 60 MW, Cosϕđm = 0,80 ⇒ .75
80,0
60
cos
..
MVA
P
S
dm
dm
dm ===
ϕ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
PNMđm = 4×Pđm = 4×60 = 240 MW ⇒ SNMđm = 300 MW.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy và công thức:
t
t
tCos
P
S
ϕ
= với : 100
%. max
Pp
Pt=.
Ta tính được đồ thị phụ tải của nhà máy theo thời gian. Kết quả ghi trong
bảng 1-1 và đồ thị phụ tải nhà máy ( Hình 1-2 ).
Bảng 1-1 ( Phụ tải toàn nhà máy ).
t (giờ) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
P% 75 100 90 100 75
PNM(t) MW 180 240 216 240 180
SNM(t) MVA 225 300 270 300 225
Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
I.1.4. Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:
Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 8% công suất định mức của nhà
máy với cosϕ = 0,85 được xác định theo công thức sau:
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛+= ∑
∑
Fdm
NM
td
Fdm
td S
tS
P
tS )(
.6,04,0.
100
%
.
cos
)(
α
ϕ
với ΣPFđm = 240 (MW)
ΣSFđm = 300 (MVA)
→ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+= 300
)(
.6,04,0.
80,0
240
.
100
8
)( tS
tS NM
td
Trong đó Std(t) : Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t.
225
300 270
300
225
0
50
100
150
200
250
300
0 2 4 6 8 1012141618202224
S (MVA)
t (h)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
3
∑SFđm : Công suất đặt toàn nhà máy.
SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy tại thởi điểm t.
Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tự
dùng của nhà máy theo thời gian như bảng 1- 3 và đồ thị phụ tải hình 1- 4.
Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy
t(h) 0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 - 24
SNM(t) MVA 225 300 270 300 225
Std(t) MVA 20,40 24,00 22,56 24,00 20,40
Hình 1- 4 - Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy
I.1.5. Phụ tải địa phương:
Như nhiệm vụ thiết kế đã cho:
Pmax = 12,6 MW, Cosϕ = 0,80, U = 10,5 kV gồm 2 kép + 4 đơn .
Từ công thức sau:
() ()
t
dp
dp Cos
tP
tS
ϕ
= với:
()
.
100
%. maxdpdp
dp
PP
tP =
Ta có kết quả cho ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải hình 1-6.
Bảng 1 - 4 - Phụ tải địa phương
t(h) 0 - 6 6 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24
Pđp% 60 90 85 100 65
Pđp(t)MW 7,56 11,34 10,71 12,60 8,19
Sđp(t)MVA 9,45 14,18 13,39 15,75 10,24
20.4
24
22.56
24
20.4
0
5
10
15
20
25
024681012141618202224
S (MVA)
t (h)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4
140 146.25 162.5
130 113.5
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 1012141618202224
S (MVA)
t (h)
Hình 1- 6 - Đồ thị phụ tải địa phương
I.1.6. Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV):
Phụ tải điện áp cao Pmax = 140 MW, Cosϕ = 0,80 gồm 1 kép + 4 đơn .
Công suất ở các thời điểm được xác định theo công thức sau:
()
(
)
t
c
cCos
tP
tS
ϕ
= với:
()
.
100
%. maxcc
c
PP
tP =
Ta có kết quả ở bảng 1-7 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1- 8.
Bảng 1- 7 - Phụ tải phía điện áp trung (110kV)
t(h) 0 - 4 4 - 10 10 - 14 14 - 18 18 - 24
P% 80 85 90 100 70
PT(t)MW 112 117 130 104 91
ST(t)MVA 140 146,25 162,5 130 113,75
Hình 1- 8 - Đồ thị phụ tải phía điện áp trung (110kV)
9.45
14.18
13.39
15.75
10.24
0
5
10
15
20
25
024681012141618202224
S (MVA)
t (h)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
5
I.1.7. Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào
hệ thống .
Phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy:
SNM(t) = Std(t) + Sđp(t) +ST(t) +SHT(t).
Ta bỏ qua tổn thất ΔS(t) trong máy biến áp.
⇒ SHT(t) = SNM(t) - [Std(t) + Sđp(t) +ST(t) ].
Từ đó ta lập được kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn
nhà máy như bảng 1-9 và đồ thị phụ tải hình 1-10.
Bảng 1-9 - Cân bằng công suất toàn nhà máy
t(h) 0 - 4 4 - 6 6 - 8 8 - 10 10 - 12 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 22 22 - 24
SNM(t)
( MVA) 225 225 225 300 300 270 300 300 300 225 225
Sdp(t)
( MVA) 9,45 9,45 14,18 14,18 13,39 13,39 15,75 15,75 10,24 10,24 10,24
Std(t)
( MVA) 20,40 20,40 20,40 24,00 24,00 22,56 24,00 24,00 24,00 20,40 20,40
ST(t)
( MVA) 140 146,25 146,25 146,25 162,5 162,5 130 130 113,75 113,75 113,75
SHT(t)
( MVA) 55,15 48,9 44,17 115,57 100,11 71,55 130,25 130,25 152,01 80,61 80,61
Hình 1- 10 - Cân bằng công suất toàn nhà máy
55.15
48.9
44.17
115.57
100.11
71.55
130.25
152.01
80.61
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 2 4 6 8 1012141618202224
S (MVA)
t (h)