intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện - Hồ Xuân Lý

Chia sẻ: HỒ XUÂN LÝ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:98

Thêm vào BST
Báo xấu
300
lượt xem 89
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện của Hồ Xuân Lý có cấu trúc gồm 2 phần trình bày về những nội dung sau: Tính toán thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện Vũng Áng, thiết hệ thống bảo vệ Rơle. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện - Hồ Xuân Lý

  1. Luận văn Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện
  2. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 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 năn ...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 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 không chỉ là nhiệm vụ mà còn là sự củng cố khá toàn diện về mặt kiến thức đối với mỗi sinh viên ngành điện trước khi thâm nhập vào thực tế. Với yêu cầu như vậy, đề tài đồ án tốt nghiệp của em là: “Thiết kế hệ thống điện nhà máy nhiệt điện”. Phần I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY Chương II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN Chương III: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHÍNH Chương IV: HỆ THỐNG TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY Phần II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ RƠLE Chương V: ĐẠI CƯƠNG VỀ BẢO VỆ ROLE Chương VI: BẢO VỆ CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG MÁY BIẾN ÁP, GIỚI THIỆU RƠLE KỸ THUẬT SỐ 7UT 633 Chương VII: TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT, CHỨC NĂNG VÀ TÁC ĐỘNG CỦA ROLE Trong thời gian nghiên cứu thực hiện nhiệm vụ đồ án.dù đã cố gắng tham khảo tài liệu và thưc tế với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo. Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu, tìm hiểu có hạn và trình độ năng lực còn nhiều hạn chế… đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, Ngày …. tháng …. năm 2012 Sinh viên Hồ Xuân Lý ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2
  3. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHƯƠNG I :KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG 1.1. Giới thiệu chung về nhà máy nhiệt điện Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt, trong đó than đá được sử dụng rộng rãi nhất. Để quay máy phát điện, trong nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi nước, máy hơi nước, động cơ đốt trong và tuabin khí, tuabin hơi nước có khả năng cho công suất cao và vận hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất. Nhà máy NĐ được chia làm hai loại: Nhiệt điện ngưng hơi và nhiệt điện trích hơi. - Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi toàn bộ hơi dùng sản xuất điện năng. - Nhà máy nhiệt điện trích hơi một phần năng lượng của hơi được sử dụng vào mục đích công nghiệp và sinh hoạt của nhân dân và vùng lân cận. Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện được mô tả: Hoá năng Nhiệt năng Cơ năng Điện năng Lò Tua Máy của nhiên hơi bin phát liệu của hơi nước Sơ đồ biến đổi năng lượng của nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là các nhà máy nhiệt điện chỉ làm nhiệm vụ sản xuất điện năng, nghĩa là toàn bộ năng lượng nhiệt của hơi nước do lò hơi sản xuất ra đều được dùng để sản xuất điện. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là loại hình chính và phổ biến của nhiệt điện. Nhiên liệu dùng trong các nhà máy nhiệt điện là các nhiên liệu rắn: than đá, than bùn, ...; nhiên liệu lỏng là các loại dầu đốt; nhiên liệu khí được dùng nhiều là khí tự nhiên, khí lò cao từ các nhà máy luyện kim, các lò luyện than cốc. * Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: - Công suất lớn, thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu. - Phụ tải cung cấp cho khu vực gần nhà máy (phụ tải địa phương) rất nhỏ, phần lớn điện năng phát ra được đưa lên điện áp cao để cung cấp cho các phụ tải ở xa. - Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ trong giới hạn từ Pmin đến Pmax. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3
  4. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 - Thời gian khởi động lâu, khoảng 3 đến 10 giờ, thời gian nhỏ đối với nhà máy chạy dầu và khí, lớn đối với nhà máy chạy than. - Có hiệu suất thấp, thường khoảng 30 đến 35%. - Lượng điện tự dùng lớn 3 đến 15%. - Vốn xây dựng nhỏ và thời gian xây dựng nhanh hơn so với thủy điện. - Gây ô nhiễm môi trường do khói, bụi ảnh hưởng đến một vùng khá rộng. 1.2. Giới Thiệu Nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng 1 Chủ đầu tư : Tập đoàn dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN) Địa điểm : Vũng Áng – Kỳ Anh – Hà Tĩnh Diện tích : 213,65 ha Quy mô : là một trong 16 dự án trọng điểm quốc gia được chính phủ phê duyệt , có công suất 1200 MW Tổng mức đầu tư : 1,17 tỷ USD (tương đương 22.250 tỷ đồng) Thời gian hoàn thành: tổ máy số I: quý III/2012; tổ máy số II: quý I/2013 Hình ảnh tổng quan nhà máy nhiệt điện Vũng Áng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4
  5. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN 2.1 Chọn máy phát điện Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện bao gồm 2 tổ máy 600 MW. Do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy nên việc chọn máy phát điện chỉ cần lưu ý chọn máy phát điện cùng loại để đơn giản trong việc vận hành, điện áp càng cao càng tốt để giảm dòng định mức của máy phát và dòng ngắn mạch ở cấp điện áp này. Ta chọn máy phát đồng bô có các thông số như sau: Loại máy Thông số định mức Điện kháng tương đối phát n SđmF PđmF Cos Uđm Iđm vg/ph MVA MW kV kA x”d x’d xd M-P1850 3000 706 600 0,85 20 20,35 0,125 0,21 1,72 2.2 Tính toán phụ tải và cân băng công suất nhà máy Từ các số liệu ban đầu đã cho ta tính được phụ tải ngày ở các cấp điện áp theo phần trăm công suất tác dụng cực đại Pmax và hệ số công suất cos của phụ tải tương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5
  6. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 ứng, ta tính được phụ tải các cấp điện áp và toàn nhà máy theo công suất biểu kiến theo các công thức sau : P% P (t ) P(t)  .Pmax (1) S (t )  (2) 100 cos  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. cos - hệ số công suất của phụ tải. 2.2.1. Phụ tải toàn nhà máy. Nhà máy điện bao gồm 2 tổ máy 600 MW có cos = 0,85 nên : PNM = 2 . 600 = 1200 MW SNM = 2 .706 = 1412 MVA Do đặc thù của nhà máy là không có phụ tải địa phương, chỉ có phụ tải tự dùng nên toàn bộ công suất của nhà máy được phát hết công suất từ 0 – 24h lên hệ thống. Hay nói cách khác máy phát làm việc với phụ tải bằng phẳng. SHT MVA 1412 0 24 t(h) Hình 2: Đồ thị phụ tải toàn nhà máy. 2.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy. Phụ tải tự dùng của nhà máy điện bằng 6,08% tổng phụ tải toàn nhà máy Công suất tự dùng của nhà máy: STD = 6,08SNM = 72,96MVA 2.2.3. Công suất phát về hệ thống. Công suất phát về hệ thống được xác định theo công thức: SFHT(t)=SNM(t) –Std(t) Trong đó: SFHT(t): Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t. SNM(t): Tổng công suất phát của nhà máy tại thời điểm t Std(t) : Phụ tải tự dùng của nhà máy tại thời điểm t. Ta áp dụng công thức trên để tính ta có kết quả ghi ở bảng sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6
  7. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 SFHT(t)=SNM(t) –Std(t) SFHT= 1412 – 72,96 = 1339,04 MVA vậy đồ thị phụ tải của hệ thống như sau: SHT MVA 1339,04 0 24 t(h) Hình 3: Đồ thị phụ tải toàn hệ thống 2.2.5. Sự thay đổi điện áp đầu ra stator Do toàn bộ công suất nhà máy được phát trực tiếp lên hệ thống, nên ta phai xét sự ảnh hưởng của điện áp đầu ra stator đến công suất của máy phát trong phạm vi cho phép. Phạm vi cho phép của điện áp đầu ra Stator là 90  110% điện áp định mức (18- 22 kV). Khi điện áp thay đổi, các giá trị công suất và dòng điện đầu ra của máy phát thay đổi tương ứng như sau: Số Điện áp Công suất Dòng điện Stator TT % KV % MVA % A 1 90 18 94 663,64 105 7245 2 95 19 100 706 105 7245 3 100 20 100 706 100 6900 4 105 21 100 706 95 6555 5 110 22 90 635,4 81 5589 SMF MVA 188,23 176,936 196,407 0 14,175 14,962 15,75 16,537 17,325 UMF ( KV) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7
  8. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Hình 4: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp đầu ra stator với công suất máy phát 2.3 Lựa chọn sơ đồ nối dây cho nhà máy Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thiết kế nhà máy điện. Sơ đồ nối điện hợp lý không những đem lại những lợi ích kinh tế lớn lao mà còn phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật Cơ sở để để xác định các phương án có thể là số lượng và công suất máy phát điện , công suất hệ thống điện , sơ đồ lưới và phụ tải tương ứng , trình tự xây dựng nhà máy điện và lưới điện ... Khi xây dựng phương án nối dây sơ bộ ta có một số nguyên tẵc chung sau : Nguyên tắc 1 Có hay không có thanh góp điện áp máy phát Nếu Suf max nhỏ và không có nhiều dây cấp cho phụ tải địa phương thì không cần thanh góp điện áp máy phát Suf max  25% Sđm 1F Nguyên tắc 2 Nếu có thanh góp điện áp máy phát thì số lượng máy phát nối vào thanh góp phải đảm bảo sao cho khi một tổ máy lớn nhất bị sự cố thì những máy phát còn lại phải đảm bảo phụ tải địa phương và tự dùng Nguyên tắc 3 Nếu phía điện áp cao, trung có trung tính nối đất và hệ số có lợi   0,5 thì nên dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp Nguyên tắc 4 Sử dụng số lượng bộ máy phát – máy biến áp hai cuộn dây hai phía cao và trung sao cho tương ứng với công suất cực đại cấp đó Nguyên tắc 5 Có thể ghép chung một số máy phát với một máy biến áp nhưng phải đảm bảo Sbộ  Sdự phòng ht Với nhiệm vụ đặt ra, nhà máy gồm 2 tổ máy mỗi tổ máy có công suất là 160 MW. 2.3.1 Sơ đồ nối dây nhà máy điện. 1. Khái niệm chung. Sơ đồ nối điện là tập hợp tất cả những thiết bị điện chính như máy phát, máy biến áp, đường dây, máy cắt, thanh góp, thiết bị thao tác v.v...được nối với nhau theo một thứ tự nhất định. Sơ đồ nối điện rất đa dạng nhưng khi thiết kế cần thỏa mản các yêu cầu sau: - Đảm bảo được vai trò, vị trí cung cấp điện của nhà máy trong hệ thống điện - Vận hành linh hoạt, độ tin cậy cao. - Tính kinh tế của sơ đồ. 2. Các sơ đồ nối điện cơ bản. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8
  9. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Trong thực tế thì có rất nhiều loại sơ đồ nối điện nhưng ở đây chúng ta chỉ giới thiệu hai loại sơ đồ cơ bản, đó là sơ đồ hệ thống một thanh góp và sơ đồ hệ thống hai thanh góp. a. Sơ đồ hệ thống một thanh góp có phân đoạn. * )Phân đoạn bằng giao cách ly: Thanh góp được phân thành nhiều đoạn nhỏ gọi là những phân đoạn và các phân đoạn này được nối với nhau bằng dao cách ly phân đoạn. Thường số phân đoạn bằng số nguồn cung cấp và mỗi một nguồn sẽ được nối vào mỗi phân đoạn, các đường dây được phân bố đều trên các phân đoạn.  Sơ đồ phân đoạn bằng một giao cách ly: Hình 5. Sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn bằng dao cách ly Bình thường dao cách ly phân đoạn CLpđ có thể đóng hoặc mở, mỗi tình trạng vận hành có những ưu nhược điểm riêng. - Vận hành với dao cách ly phân đoạn đóng: +) Ưu điểm. - Nguồn và phụ tải phân bố đều, cả hai phân đoạn làm việc song song đảm bảo vận hành kinh tế. +) Nhược điểm. - Khi có ngắn mạch trên một phân đoạn bất kỳ thì tất cả các máy cắt nguồn đều cắt ra, toàn bộ sơ đồ bị mất điện. Khi ngắn mạch trên các đường dây thì dòng ngắn mạch sẽ lớn. - Vận hành với dao cách ly phân đoạn mở: +) Ưu điểm. Khi có ngắn mạch trên một phân đoạn nào thì chỉ có phân đoạn đó bị mất điện, phân đoạn còn lại vẫn làm việc bình thường. Hơn nữa khi ngắn mạch trên đường dây thì dòng ngắn mạch sẽ bé hơn nên ta có thể chọn khí cụ điện hạng nhẹ. +) Nhược điểm. Các nguồn và phụ tải làm việc riêng rẽ nên vận hành không kinh tế. Nhược điểm lớn nhất của việc phân đoạn bằng dao cách ly là các dao cách ly phải thao tác có điện mà ở thanh góp không phân đoạn chúng chỉ làm nhiệm vụ cách ly. Hơn nữa trong chế độ vận hành với dao cách ly phân đoạn đóng, nếu xảy ra ngắn mạch trên bất kỳ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9
  10. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 phân đoạn nào đều xảy ra mất điện toàn bộ. Để khắc phục nhược điểm này ta phân đoạn thanh góp bằng máy cắt phân đoạn. Hình 6. Sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn bằng máy cắt phân đoạn b. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp. Sau khi phân tích sự vận hành của sơ đồ một hệ thống thanh góp ta nhận thấy sơ đồ này có những nhược điểm cơ bản sau: - Khi sửa chửa thanh góp hoặc dao cách ly thanh góp của một mạch nào đó thì tất cả các mạch nối vào thanh góp ( hay phân đoạn) đều phải ngừng làm việc trong suốt thời gian sửa chữa. - Khi sửa chửa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa.  Để khắc phục những nhược điểm này ta xét thêm sơ đồ hệ thống hai thanh góp như hình sau: Hình 7. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10
  11. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Sơ đồ này có các ưu nhược điểm sau: +) Ưu điểm: - Có thể sửa chữa lần lượt từng thanh góp một mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải. - Có thể lần lượt sữa chữa từng giao cách ly thanh góp của một mạch bất kỳ thì chỉ có mạch này bị mất điện - Khôi phục nhanh chóng sự làm việc của sơ đồ khi có ngắn mach trên thanh góp - Khi sửa chửa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó chỉ ngừng làm việc trong thời gian thao tác sơ đồ. +) Nhược điểm. - Dao cách ly phải thao tác lúc có điện. c. Sơ đồ hệ thống một thanh góp có thanh góp vòng. Sơ đồ hệ thống một thanh góp có nhược điểm là khi sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó phải mất điện trong suốt thời gian sửa chữa, để khắc phục những nhược điểm trên người ta thường sử dụng sơ đồ hệ thống một thanh góp có thanh góp vòng như trên. Sơ đồ này thường được sử dụng ở cấp điện áp ≥ 35KV. Tuy nhiên sơ đồ này vẫn có một số nhược điểm sau. Khi cần sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó tạm thời bị mất điện trong thời gian thao tác để sử dụng máy cắt nối thay thế cho máy cắt của mạch này và các bước thao tác tương đối phức tạp. Đối với cấp điện áp ≥ 110KV, khi sự cố mạch nối vào thanh góp nhiều cần phải thường xuyên kiểm tra sửa chữa máy cắt để tăng độ tin cậy cung cấp điện và giảm số lượng thao tác sơ đồ người ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng. Hình 8. Sơ đồ hệ thống một thanh góp có thanh góp vòng d. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng. Trong sơ đồ này: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11
  12. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 - Máy cắt vòng ( MCV) được nối vào hai hệ thống thanh góp ( HTTG) qua hai dao cách ly CL1V, CL2V và nối với thanh góp vòng qua dao cách ly CLV3. - Các mạch đường dây và máy biến áp nối với hai HTTG qua 3 dao cách ly: hai dao cach ly thanh góp và được nối với thanh góp vòng (TGV) qua dao cách ly vòng. - Hai HTTG nối với nhau qua máy cắt nối (MCN) và hai dao cách ly: CLN1 và CLN2. Ta thấy sơ đồ này về cơ bản giống sơ đồ hai HTTG nhưng có thêm mạch MCV và HTTG vòng. + Ưu điểm: - Có thể sữa chữa lần lượt từng thanh góp một mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải. - Có thể lần lượt sữa chữa từng DCL thanh góp của một mạch bất kỳ thì chỉ có mạch này bị mất điện. - Khôi phục nhanh chóng sự làm việc của sơ đồ khi có ngắn mạch trên thanh góp. - Khi sữa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó chỉ ngừng làm việc trong thời gian thao tác sơ đồ. - Độ tin cậy cung cấp điện cao. + Nhược điểm: - Số máy cắt nhiều, khi có một mạch lẻ thì phải có một mạch được bảo vệ bằng hai máy cắt nên tăng thêm số máy cắt do đó giá thành sơ đồ tăng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 12
  13. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 TG V CL1 V CL2 CLV3 V CL13 CL23 MCV MC2 MCN CL12 CL22 CL32 CLV 2 CLN CL42 1 TG1 CL11 CL21 CL31 CL41 CLV CLN 1 2 TG2 B2 B1 Hình 9. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng. 2.2.2 Lựa chọn phương án nối dây. Chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện là một khâu rất quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện. Nó quyết định những đặc tính kinh tế và kỹ thuật của nhà máy thiết kế. Cơ sở để vạch ra các phương án là bảng phụ tải tổng hợp, đồng thời tuân theo những kỷ thuật nói chung. - Với cấp điện áp cao là 220kV và công suất truyền tải lên hệ thống luôn lớn hơn dự trữ quay của hệ thống, ta dùng hai máy biến áp liên lạc tự ngẫu - Không nối bộ hai máy phát với một máy biến áp vì công suất của một bộ như vậy sẽ lớn hơn dự trữ quay của hệ thống. - Số tổ máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát phải đảm bảo sao cho khi nghỉ một máy có công suất lớn nhất thì tổ máy còn lại vẩn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát n 1 max (n1 -1) .SđmF ≥ 1 . S td n Trong đó: n1 - số tổ máy ghép vào thanh góp điện áp máy phát n - Số tổ máy SđmF - Công suất định mức máy phát S UF max - Công suất phụ tải máy phát lớn nhất ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 13
  14. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 max S - Công suất tự dùng lớn nhất td n 1 Ta có : (n1 -1) .188 ≥ 1 . 12 2 376 n 1 – 376 ≥ 12 n 1 –12 364 n 1 n1 ≥ 1 Vậy ta có thể ghép lớn hơn một tổ máy phát vào thanh góp điện áp máy phát Do vậy ta có thể dùng hai máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc. Vậy ta có thể ghép 1- 2 bộ máy phát- máy biến áp hai cuộn dây phát bên trung. Từ các nhận xét trên ta đưa ra một số các phương án nối dây như sau Phương án 1: Trong phương án này dùng 2 bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây cấp điện cho thanh góp điện áp cao áp kết hợp hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng. Trong sơ đồ này dùng 2 bộ máy phát – máy biến hai cuộn dây, toàn bộ công suất từ phía máy phát (hạ áp) được đưa toàn bộ lên phía cao áp và phát điện lên hệ thống. Điện tự dùng được trích đều từ đầu cực máy phát và trên thanh góp cấp điện áp máy phát. HT UC CL51 CL61 MC5 MC6 CL52 CL62 B1 B2 CL32 CL42 MC3 MC4 CL31 CL41 UMF UMF CL11 CLTD CL21 CLTD MC1 MC2 TD TD MF1 MF2 Hình 10. Sơ đồ nối điện phương án 1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14
  15. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Ưu điểm của phương án này là đơn giản trong vận hành, nhờ sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh gốp vòng nên sơ đồ đảm bảo được tính cấp điện liên tục cho hệ thống. Sơ đồ sử dụng 2 bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây nên rất thuận lợi trong vận hành cũng như sữa chữa khi gặp sự cố nên giảm được chi phí vận hành, đồng thời giảm được số lượng và chủng loại các thiết bị điện cao áp nên giảm giá thành đầu tư. Phương án 2: Trong phương án này dùng một máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ truyền tải toàn bộ công suất của tổ máy số 1 lên phía cao áp và phát vào hệ thống và còn có chức năng liên lạc sang cấp trung áp bên tổ máy thứ 2. Tổ máy thứ 2 dùng một bộ máy phát – máy biến áp, toàn bộ công suất từ máy phát được truyền lên thanh góp trung áp. Phụ tải địa phương và tự dùng của nhà máy được lấy từ thanh góp điện áp máy phát. HT UC UT CL52 CL72 CL52 MC5 MC7 MC5 CL51 CL71 CL51 BA1 BA1 CL32 CL32 MC3 MC3 CL31 CL31 UMF CL11 CL11 CLTD CLTD MC1 MC1 TD TD MF1 MF1 Hình 11. Sơ đồ nối điện phương án 2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 15
  16. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Ưu điểm: của sơ đồ này là tính cấp điện liên tục cho phụ tải các cấp điện áp, phân bố công suất giữa các cấp điện áp khá đồng đều. Nhược điểm:của phương án là phải dùng hai loại máy biến áp khác nhau gây khó khăn cho việc lựa chọn các thiết bị điện và vận hành sau này, công suất phát về hệ thống ở chế độ cực tiểu nhỏ hơn nhiều so với công suất của 1 máy phát nên lượng công suất thừa phải truyền tải hai lần qua các máy biến áp làm tăng tổn hao điện năng. Ngoài ra máy biến áp và các thiết bị điện ở cấp điện áp cao có giá thành cao hơn nhiều so với ở cấp điện áp trung nên làm tăng chi phí đầu tư. Phương án 3: Trong phương án này dùng một máy biến áp hai cuộn dây là nhiệm vụ truyền tải toàn bộ công suất từ hai máy phát lên phía cao áp và phát vào hệ thống. Hai máy phát này được nối trực tiếp với cùng một thanh góp điện áp máy phát. Điện tự dùng được lấy trên thanh góp máy phát. HT UC CL41 MC4 CL42 BA CL32 MC3 CL31 UMF CL11 CL21 MC1 CLTD MC2 TD MF1 MF2 Hình 12: Sơ đồ nối điện phương án 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 16
  17. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Ưu điểm : của phương pháp này là số lượng máy biến áp và các thiết bị điện cao áp ít nên giảm giá thành đầu tư. Nhược điểm: của phương án này là khi sự cố trên thanh góp UF hoặc sự cố trên MBA thì toàn bộ hệ thống sẽ mất điện nghĩa là tính ổn định cung cấp điện là không cao, vì thế khi xảy ra sự cố sẽ gây tổn thất lớn về kinh tế và an ninh năng lượng mà nó cấp điện. Trường hợp khi hỏng một tổ máy phát thì nhà máy lúc này chỉ có một tổ máy phát làm việc khi đó máy biến áp sẽ làm việc trong tình trạng non tải gây lãng phí trong đầu tư và làm giảm tuổi thọ máy biến áp. Từ phân tích sơ bộ các ưu nhược điểm của các phương án đã đề xuất, nhận thấy phương án 1 có nhiều ưu việt hơn hẳn các phương án còn lại nên sử dụng phương án 1 làm sơ đồ nối điện cho nhà máy. Chương 3 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHÍNH 3.1. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP. Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện,công suất của chúng rất lớn.Do đó vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn được số lượng máy biến áp ít, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo yêu cầu cung cấp điện của nhà máy. TGV CL1 CL2 CLV3 CL1 CL2 MCV MC2 CL12 CL11 CL22 CL32 CLV2 CLV 1 CLLL CL21 CL31 CL42 CL41 TG1 TG2 B2 B1 Hình 13. Sơ đồ chọn máy biến áp phương án 1 Công suất của máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường tương ứng với phụ tải cực đại khi tất cả các máy biến áp đều làm việc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17
  18. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 Mặt khác khi có một máy bất kỳ nào phải nghỉ do sự cố hoặc do sửa chữa thì các máy biến áp còn lại với khả năng quả tải sự cố phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cần thiết. 3.1.1 Chọn công suất cho máy biến áp. Máy biến áp tự ngẩu được chọn theo điều kiện sau: S S dmB  dmF  Trong đó: SđmB là công suất của máy biến áp đang chọn SđmF là công suất của máy phát,  là hệ số có lợi Vì yêu cầu thiết kế của nhà máy có công suất lớn, với 2 máy phát được chọn có công suất mỗi máy là P= 600MW cho nên việc lựa chọn máy biến áp rất khó khăn. Hiện nay trên thị trường loại MBA có công suất lớn như vậy là rât hiếm. qua quá trình phân tích và tìm hiểu ta lựa chọn phương án sau : Mỗi tổ máy được nối với 1 máy biến áp riêng theo sơ đồ bộ khối Máy phát – máy biến áp. Mỗi máy biến áp tăng áp là một nhóm 3 máy biến áp 1 pha 20kV/220kV±2,5%, công suất định mức của mổi máy là 245 MVA. Điện áp cuộn dây Tổn thất công suất Loại máy Sđm kV kW UN% I0 % biến áp MVA C H P0 PN ABB 3x245 220 2x2,5 20 900 210 5,5 13,5 3.1.2 Phân bố công suất cho các máy biến áp khi làm việc bình thường. Đối với bộ máy phát điện - máy biến áp ta cho phát hết công suất từ 0-24 giờ lên thanh góp, tức là bộ này làm việc với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua máy biến áp mỗi bộ được tính: SB1 = SB2 = 706 MVA Tổng công suất của hai máy: SB1+SB2 = 2.706 = 1412 MVA 3.1.3 Kiểm tra quá tải máy biến áp. Vì các máy biến áp làm việc độc lập với nhau, hơn nữa công suất định mức máy biến áp lớn hơn công suất định mức của máy phát nên không cần kiểm tra quá tải. Do đó ta chỉ quan tâm tới các quy định, các thông số quá tải được ghi trong sổ tay kỹ thuật của máy biến áp như sau: - Độ nóng của MBA chính được kiểm tra theo nhiệt độ lớp dầu trên cùng, không được cao hơn nhiệt độ không khí xung quanh MBA là 55oC và nhiệt độ cuộn dây không được cao hơn nhiệt độ không khí xung quanh MBA là 60oC. - Hệ số phụ tải cho phép lâu dài của MBA chính tuỳ theo nhiệt độ của môi trường làm mát không được lớn hơn các trị số nêu trong bảng sau: Nhiệt độ môi trường làm mát 0 10 20 30 40 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18
  19. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3 (oC) Hệ số phụ tải 1,25 1,17 1,09 1 0,91 0,72 - Các MBA chính được phép quá tải ngắn hạn cao hơn dòng điện định mức theo các giới hạn ghi trong bảng sau: - Quá tải theo dòng điện (%) 30 45 60 75 100 Thời gian quá tải (phút) 120 80 45 20 10 - MBA chính được phép quá tải cao hơn dòng điện định mức tới 40% với tổng số thời gian không quá 6 giờ trong 1 ngày đêm trong 5 ngày liên tiếp, với điều kiện hệ số phụ tải ban đầu không quá 0,93 lúc này phải tận dụng hết khả năng các trang bị hệ thống làm mát của MBA. 3.1.4 Tính tổn thất điện năng. Tổn thất diện năng của máy biến áp B1, B2.  A=8760.  P0+8760.  PN.SB2/Sđm2 Trong đó:  P0: Tổn thất công suất không tải ( kW )  PN: Tổn thất công suất khi có tải Sđm: Công suất định mức của máy biến áp ( MVA ) SB: Công suất định mức 1 bộ máy phát điện ( MVA ) Thay số ta có: 8760 .745 2.210   8760 .900   9938 ,3.10 3 (kWh) 705 2 Vậy tổn thất của cả 2 máy biến áp : A1=2. 9938,3.103 = 19876,6 .103 (kWh) = 19876,6 (MWh) Tổng điện năng do nhà máy phát ra trong 1 năm. A = 8760. nm = 8760.1200 = 10512000 ( MWh ) Tổn thất điện năng trong phương án 1 tính theo phần trăm: 19876,6 A%  * 100  0,19% 10512000 3.1.5 Tính dòng làm việc cưỡng bức .  Xét cấp điện áp cao 220KV + Mạch đường dây SHTmax 1412 IcbD =   3,7(KA) 3 . U dm 3 . 220 + Bộ MF-MBA Được xác định theo dòng làm việc cưỡng bức của máy phát điện SdmF 1412 IcbB = 1,05. 1,05.  3,89(KA) 3 . U dm 3 . 220 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 19
  20. Khoa Điện ------------ Lớp ĐHLT Điện B –K3  Xét cấp điện áp hạ áp 20KV - mạch nối máy phát điện đến máy biến áp: S đmF 706 Ibt = = = 20,38 KA. (3.1) 3.U đmH 3.20 1,05.S đmF 1,05.706 Icb = = = 21,4KA. (3.2) 3.U đmH 3.20  Xét mạch tự dùng S tdmax 72,96 Ibt = = = 2.1 KA. (3.3) 3.U đmH 3.20  phụ tải cấp điện áp máy phát: + Đối với đường dây kép: S ptK max 12 Ibt = = = 0,2587 KA. (3.4) 2. 3.U đmH 2 .0,85 . 3 .15,75 Icb = 2.Ibt = 2* 0,2587 = 0,5174 KA. (3.5) +Đối với đường dây đơn: S ptD max 7 Ibt = = = 0,3129 KA. (3.6) 3 .U đmH 0,85 . 3 .20  Xét thanh góp cấp cao áp K qt .S dmB2 Icb = =1,1337 KA 3.220 Kết luận: Ta chọn Icb=7,2 KA để chọn khí cụ cấp điện cho hệ thống 3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3.2.1 Tính toán ngắn mạch. Các khí cụ điện không những được chọn theo điều kiện làm việc bình thường mà còn phải thoả mãn các điều kiện khi ngắn mạch. Vì vậy ta phải tính toán ngắn mạch để từ đó chọn được khí cụ điện phù hợp. Theo quy trình thiết bị điện của Liên Xô thì sự ổn định của các khí cụ điện cần kiểm tra theo điều kiện ngắn mạch ba pha N(3). Bởi vì dòng ngắn mạch ba pha là dòng lớn nhất, chỉ trong trường hợp khi ngắn mạch 1 pha ở mạng trung tính nối đất thì dòng ngắn mạch 1 pha có thể lớn hơn dòng ngắn mạch 3 pha, khi đó ta thực hiện điều chỉnh tách trung tính của 1 số máy biến áp cho không nối đất để giảm dòng ngắn mạch 1 pha IN(1), thường giữ dòng IN(1) gần bằng dòng ngắn mạch IN(3) . Ngoài ra mức độ khó khăn khi cắt ngắn mạch điện khi có ngắn mạch không phải chỉ trị số dòng ngắn mạch quyết định mà còn do trị số điện áp phục hồi trên đầu tiếp điểm của máy cắt điện, điện áp phục hồi khi ngắn mạch ba pha có thể bằng hoặc lớn hơn so với điện áp phục hồi khi ngắn mạch một pha. Do đây là quá trình thiết kế sơ bộ cho nên ta có thể dùng phương pháp gần đúng để tính toán ngắn mạch đó là ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2