LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm các nhà
máy điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện. Trong đó các nhà máy điện có nhiệm
vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thuỷ năng ... thành điện năng.
Hiện nay ở nước ta lượng điện năng được sản xuất hàng năm bởi các nhà máy nhiệt
điện không còn chiếm tỉ trọng lớn như thập kỷ 80. Tuy nhiên, với thế mạnh nguồn
nguyên liệu như ở nước ta, tính chất phụ tải đáy của nhà máy nhiệt điện thì việc
củng cố và xây 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 và tính toán chế độ
vận hành tối ưu của nhà máy 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
thâm nhập vào thực tế.
Với yêu cầu như vậy, đồ án môn học được hoàn thành gồm bản thuyết minh
này kèm theo các bản vẽ phần nhà máy nhiệt điện và phần chuyên đề.
Bản thuyết minh 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
xuất các phương án nối điện, tính toán kinh tế - kỹ thuật, so sánh chọn phương án
tối ưu đến chọn khí cụ điện cho phương án được lựa chọn. Phần này có kèm theo 1
bản vẽ A0.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Văn
Hoà và các thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện đã hướng dẫn một cách tận tình để
em có thể hoàn thành đồ án này.
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Chất lượng điện năng là một 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 điện phát ra phải
hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ ỏ các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện
năng. Vì điện năng ít có khả năng tích luỹ nên 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 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 và kỹ 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 và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy
phát điện trong cùng một nhà máy và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với
nhau.
1.1CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN.
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 5 tổ máy công suất mỗi máy là 50
MW.
Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành ta chọn các máy phát
điện cùng loại, điện áp định mức bằng 10,5 kV:
Chọn máy phát điện đồng bộ tua bin hơi có các thông số sau:
Bảng 1.1
Loại máy phát
Thông số định mức Điện kháng tương đối
n
v/ph
S
MVA
P
MW U KV cosϕI
KA X”d X’d Xd
TBΦ-60-2 3000 75 60 10,5 0,8 4,125 0,195 0,282 1,606
1.2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.2.1. Cấp điện áp máy phát
Ta tính theo công thức
PUF(t) =
()
100
t%P PUF max SUF(t) =
()
ϕcos
tPUF
Trong đó:
P(t) : công suất tác dụng của phụ tảI ở thời điểm t
Q(t): công suất phản kháng của phụ tải ở thời điểm t
cosϕ : Hệ số công suất phụ tải
Pmax = 10 MW ; cosϕ = 0,85 ; Uđm = 10,5 kV gồm 2 đường dây kép 3
2MW33km và 4 đường dây đơn 3 1,5 MW33km.
Do đó ta có bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải như sau:
t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
P% 80 80 80 70 70 80 90 100 90 90 80
P (MW) 8 8 8 7 7 8 9 10 9 9 8
SUF(MVA) 9,41 9,41 9,41 8,24 8,24 9,41 10,59 11,76 10,59 10,59 9,41
Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát
1.2.2. Cấp điện áp trung (110KV)
Phụ tải bên trung gồm 2 đường dây đơn
Pmax = 110 MW, cosϕ = 0,87
Công thức tính PT(t) =
(
)
100
t%P .PTmax
ST(t) =
(
)
ϕcos
tPT
Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải
t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
P% 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80
P (MW) 99 99 88 88 99 99 110 99 99 88 88
SUT(MVA) 113,8 113,8 101,2 101,2 113,8 113,8 126,4 113,8 113,8 101,2 101,2
Từ đó ta có đồ thị phụ tải bên trung:
t(h)
0
5
10
15
0 2 4 6 810 12 14 16 18 20 22 24
9,41
8,42
11,76
10,59
S(MVA)
1.2.3. Cấp điện áp cao (220KV)
Gồm 1 đường dây đơn Pmã = 60Mw ; Cos
ϕ
=0,89
Bảng biến thiên công suất và đồ thị phụ tải
t(h) 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24
P% 90 90 90 100 100 90 90 80 80 80 80
P (MW) 54 54 54 60 60 54 54 48 48 48 48
SUT(MVA) 60,7 60,7 60,7 67,4 67,4 60,7 60,7 54 54 54 54
t(h)
S(MVA)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
113,8
101,2
126,4
Sc(MVA)