Đồ án môn học : Thiết kế nhà máy điện Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Vũ Tiến Thắng – HTĐ3 1
Vấn đề năng lượng hiện đang là vấn đề được toàn thế giới quan tâm, trong đó điện
năng luôn là loại năng lượng quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực
của cuộc sống. Số lượng các nhà máy điện đang tăng lên nhanh chóng. Việc thiết kế các nhà
máy điện là một việc hết sức quan trọng trong quá trình cung cấp năng lượng.
Với sinh viên Hệ thống điện, đồ án môn học sẽ giúp sinh viên củng cố kiến thức đã
học, nâng cao kỹ năng cần thiết mà một kỹ sư điện cần có và dần tiếp cận với thực tế để có
thể vận dụng chúng sau này. Dưới đây là đồ án Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện
công suất 200 MW gồm 4 tổ máy. Đồ án gồm những nội dung chính như sau:
Chọn máy phát điện, tính toán phụ tải và cân bằng công suất.
Xác định các phương án nối dây, chọn máy biến áp, và tính toán tổn thất công
suất, điện năng.
Tính toán ngắn mạch, lựa chọn các thiết bị chính của nhà máy điện.
Tính toán chọn phương án tối ưu.
Sơ đồ nối dây và các thiết bị tự dùng.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là
TS.Trương Ngọc Minh và ThS.Nguyễn Thị Nguyệt Hạnh đã tận tình hướng dẫn em hoàn
thành bản thiết kế này. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong các thầy cô trong bộ môn góp ý để bản thiết kế của
em được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, tháng 11 năm 2012
Sinh viên
Vũ Tiến Thắng
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học : Thiết kế nhà máy điện Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Vũ Tiến Thắng – HTĐ3 2
CHƢƠNG I
Khi thiết kế một nhà máy điện thì việc tính toán phụ tải và cân bằng công suất là
không thể thiếu để đảm bảo tính kinh tế trong thiết kế, xây dựng và vận hành nhà máy.
Lượng điện năng phát ra của nhà máy phải bằng tổng lượng công suất tiêu thụ và điện năng
tổn thất.
Ta thấy được hàng ngày thì điện năng tiêu thụ luôn thay đổi, do đó phải biết được đồ
thị phụ tải hàng ngày. Nhờ đó mà ta có thể chọn được phương án nối điện hợp lý, các
phương án vận hành phù hợp. Ngoài ra đồ thị phụ tải còn giúp ta chọn đúng các máy biến áp
(MBA) và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy với nhau.
1.1 Chọn máy phát điện
Theo yêu cầu thiết kế thì nhà máy điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất
50MW, nên tổng công suất của nhà máy 4 x 50 = 200MW. Chọn máy phát điện loại TBΦ-
50-2 có các thông số cho trong bảng sau
Bảng 1.1 Thông số máy phát
Loại MF
SFđm
MVA
PFđm
MW
cosđm
UFđm
kV
Iđm
kA
Xd’’
Xd’
Xd
TB-50-2
62,5
50
0,8
10,5
5,95
0,135
0,3
1,84
1.2 Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Từ đồ thị phụ tải ngày ở các cấp điện áp và hệ số công suất cosφ của phụ tải tương
ứng, ta xây dựng được đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy và đồ thị phụ tải ở các cấp
điện áp theo công suất biểu kiến S (MVA).
(1)
P(t)
S(t) = cosυ
(2)
trong đó:
P(t) – công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
S(t) – công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
P(%) - công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất max
cos - hệ số công suất của phụ tải (cos = 0,8)
1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy điện gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 50MW nên:
Tổng công suất đặt của nhà máy : PNM = 4x50 = 200MW SNM = 235,29 MVA
CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT
Đồ án môn học : Thiết kế nhà máy điện Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Vũ Tiến Thắng – HTĐ3 3
Theo các công thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau :
Bảng 1.2 Biến thiên phụ tải hàng ngày của nhà máy
t(h)
0 – 8
8– 18
18– 21
21 – 24
PNM(%)
90
100
90
80
PNM(t),MW
180
200
180
160
SNM(t),MVA
225
250
225
200
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
1.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy
Công suất tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày được tính theo
công thức sau :
NM NM
TD
TD NM
P S (t)
α%
S (t) = . . 0,4 + 0,6.
100 cosυS



Trong đó:
NM
P
- công suất tác dụng định mức của nhà máy,
NM
P
=200 MW
NM
S
- công suất biểu kiến định mức của nhà máy,
NM
S
=250 MVA
 - lượng điện phần trăm tự dùng,  = 8%
cosTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosTD = 0,85
120
140
160
180
200
220
240
260
0 4 8 12 16 20 24
Đồ thị phụ tải nhà máy
SNM(MVA)
t(h)
Đồ án môn học : Thiết kế nhà máy điện Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Vũ Tiến Thắng – HTĐ3 4
Bảng 1.3.Biến thiên hàng ngày của phụ tải tự dùng
t(h)
0 – 8
8 - 18
18 – 21
21 - 24
SNM(t),MVA
225
250
225
200
STD(t),MVA
18,33
19,53
18,33
17,13
Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy
Phụ tải điện áp máy phát có
dm
U
= 10kV;
UFmax
P
= 10 MW; cos = 0,85.
Theo các công thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau :
Bảng 1.4 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải địa phƣơng
t(h)
0 – 10
10 – 18
18 – 21
21 - 24
PUF(%)
90
100
90
70
PUF(t),MW
9
10
9
7
SUF(t),MVA
10,588
11,765
10,588
8,235
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
0 4 8 12 16 20 24
Đồ thị phụ tải tự dùng nhà máy
Std(MVA)
t(h)
1.2.3 Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát
Đồ án môn học : Thiết kế nhà máy điện Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Vũ Tiến Thắng – HTĐ3 5
Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát
Phụ tải trung áp có
dm
U
= 110 kV;
UTmax
P
= 80 MW; cos = 0,85
Theo các công thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau:
Bảng 1.5 Biến thiên phụ tải hàng ngày của phụ tải điện áp trung áp
t(h)
0 – 10
10 – 18
18 – 21
21 - 24
PUT(%)
90
100
90
80
PUT(t),MW
72
80
72
64
SUT(t),MVA
61,2
68
61,2
54,4
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 4 8 12 16 20 24
Đồ thị phụ tải địa phƣơng
SUF(MVA)
t(h)
1.2.4 Đồ thị phụ tải điện áp trung áp