ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện
0
LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng theo cách nhìn là vô tận. Tuy nhiên nguồn năng lượng
mà còn người có thể khai thác hiện nay đang trở lên khan hiếm và trở thành
một vấn đề lớn trên thế giới. Đó là bởi vì để có năng lượng dùng ở các hộ
tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác,
chế biến vận chuyển và phân phối. Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí
về tài chính, kỹ thuật và các ràng buộc xã hội. Hiệu suất các công đoạn kể
từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng nói chung là thấp. Vì vậy đề
ra, lựa chọn và thực hiện các phương pháp biến đổi năng lượng từ nguồn
năng lượng sơ cấp đến năng lượng cuối để đát hiệu quả kinh tế cao nhất và
cũng là nhiệm vụ của con người chúng ta.
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các
nhà máy điện, mạng điện và các tiêu thụ điện. Trong đó các nhà máy điện
có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như than đa, dầu, khí đốt, thuỷ
năng… thành điện năng. Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất
hàng năng bởi các nhà máy nhiệt điện… thì việc củng cố xây dựng và dựng
mới các nhà máy nhiệt điện vẫn đang là một nhu cầu đối với giai đoạn phát
triển hiện nay.
Trong bối cảnh đó, thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện không chỉ
là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối với
mỗi sinh viên ngành hệ thống điện trước khi đi vào thực tế làm việc.
Với yêu cầu như vậy đồ án tốt nghiệp được hoàn thành với nội dung
gồm 6 chương, các chương này trình bày toàn bộ quá trình tính toán từ
chọn máy phát điện, tính toán công suất phụ tải các cấp điện áp, cân bằng
công suất toàn nhà máy đề ra các phương án nối điện, tính toán kinh tế - kỹ
thuật, so sánh lựa chọn phương án tối ưu và chọn các khí cụ điện cho
phương án đã lựa chọn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện
1
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Chất lượng điện năng là 1 yêu cầu quan trọng của phụ tải. Để đảm bảo
chất lượng điện năng tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát ra
phải hoàn toàn cân bằng với điện năng tiêu thụ ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn
thất điện năng. Vì điện năng ít có khả năng tích luỹ lên việc cân bằng công
suất trong hệ thống điện là rất quan trọng.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay
đổi. Việc nắm được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là
rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Nhờ vào đồ thị phụ tải mà
ta có thể lựa chọn được những phương án nối điện hợp lý. Dảm bảo được
các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài
ra dựa vào đồ thị phụ tải còn cho phép đúng công suất mà MBA và phân bố
tối ưu công suất giũa các tổ máy phát điện trong cùng 1 nhà máy và phân
bố công suất giữa các nhà máy với nhau.
1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy thuỷ điện gồm 4 tổ máy mỗi tổ máy có
P =50 MW
Chọn máy phát điện đồng bộ có các thông số sau :
Loại máy
phát
Thông số định mức Điện kháng tương đương
n
v/ph
s
MVA
p
MW
U
KV
cosφI
KA
X”d X’d X
d
TB Ф-50-2 3000 62,5 50 10,5 0,8 5.73 0,135 0,3 1,84
1-2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Điện năng là một dạng năng lượng không dự trữ được nên việc sản
suất và tiêu thụ phải luôn cân bằng để đảm bảo chất lượng điện năng do
nhà máy sản xuất ra, phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải và
điện năng do tổn thất.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện
2
Hiên nay điện năng tiêu thụ của phụ tải là luôn luôn thay đổi ,vì vậy ta
phải biết được biểu đồ phụ tải rồi từ đó có thể chọn các phương án vận
hành hợp lý nhằm đảm bảo độ tin cậy của việc cung cấp điện va các chỉ
tiêu kinh tế kĩ thuật khác .
Do đó phải tính toán phụ tải và cân bằng công suất la nhiệm vụ thiết yếu
khi thiết kế nhà máy điện.
Từ bảng biến thiên phụ tải ở các cấp điện áp và hệ số cosφ đã cho ở trên ta
xác định được công suất phụ tải ở từng thời điểm khác nhau.
Theo công thức tb
PPt
tS .cos.100
max%.
)(
ϕ
=
Trong đó :
S(t):Công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA)
Pmax :Công suất tác dụng cực đại của phụ tải (MW)
Cosφtb : Hệ số cosφ trung bình của phụ tải
a) Phụ tải của nhà máy :
Nhiệm vụ thiết kế nhà máy nhiệt điện có tổng công suất định mức là
PNMđm =200 MW cung cấp cho phụ tải và tự dùng với hệ số cosφ=0,85
- Phụ tải nhà máy tại từng thời điểm được xác đinh theo công thức :
SNM (t) =
ϕ
cos100
..%*.
x
PP dmMNMN
Trong đó
SNM(t) : Công suất phát ra của nhà máy tại thời điểm t
PNM% : Công suất tác dụng của nhà máy tính theo
phần trăm tại thời điểm t (MW)
PNMđm :Công suất định mức của nhà máy ( MW)
Cosφ :Hệ số công suất của nhà máy
khi PNM%=80% ta có 8,0x100
200x80
S)t(M.N =
kết qủa tính toán ở bảng 1-a và đồ thị 1-a
B ảng 1-a
Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
PNM% 80 80 80 80 90 90 100 100 90 90 80
SNM 200 200 200 200 225 225 250 250 225 225 200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện
3
đồ thị 1-a
SNM (MVA)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
b. Phụ tải tự dùng của nhà máy .
Để cho các tổ máy hoạt động bình thường thì phần điện tự dùng la
rât quan trọng , ở nhà máy nhiệt điện thì khoảng 40% công suất tự dùng là
cố định còn 60% là thay đổi theo phụ tải .Việc xác định phụ tải tự dùng của
nhà máy theo công thức :
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡+
ϕ
α
=
dm.M.N
M.NNM
TD S
)t(S
.6,04,0
Cos.100
P%.
)t(S
Trong đó :
STD(t) : Phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)
SNMđm : Công suất định mức của toàn nhà máy (MVA)
62,5 x 4=250
SNM : Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t (MVA)
225 225
200 200
250
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy thủy điện
4
α% : Số phần trăm tự dùng α%=8%
Khi SNM(t)=200 (MVA)
)MVA(17,17
250
200
x6,04,0
82,0x100
200x8
STD =
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡+=
Kết qủa tính toán cho ở bảng 1-b và đồ thị 1-b
Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
SNM(t
)
200 200 200 200 225 225 250 250 225 225 200
STD 17,17 17,17 17,17 17,17 19,32 19,32 21,46 21,46 19,32 19,32 17,17
đồ thị 1-b
STD(MVA)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h)
c. Phụ tải điện áp máy phát
Theo nhiệm vụ thiết kế phụ tải điện áp máy phát gồm
3 đường dây kép,mỗi đường dây là 3MW dài 3 Km
4 đường dây đơn, mỗi đường dây là 2MW dài 3 Km
Điện áp máy phát (phụ tải địa phương ) tại từng thời điểm được tính
19,32 19,32
21,46
17,17 17,17