Luận văn Thiết kế nhà máy nhiệt điện ômôn

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 1 PHẦN A : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 2 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 3 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG Trên cơ sở khoa học nhìn vào bảng đồ nước việt nam, từ bắc vào nam đến tận mũi cà mau thấy đâu đâu cũng sử dụng năng lượng điện , đâu đâu cũng có nhà máy điện và trạm biến áp . Nhà máy điện và trạm biến áp chính là một hệ thống rất thông minh dùng để nâng hoặc hạ và truyền tải điện năng đến điểm cuối cùng của nơi tiêu thụ . Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân ngày được nâng lên một cách nhanh chóng . Do vậy nền công nghiệp điện giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước nó là nguồn năng lượng chủ yếu cung cấp cho các lĩnh vực công nghiệp ,nông nghiệp các dịnh vụ ,sinh hoạt trong xã hội nó góp phần tạo ra của cải vật chất ,nâng cao chất lượng đời sống tinh thần của con người. Vì vậy khi xây dựng một khu thành phố ,một khu công nghiệp v.v…Chúng ta phải nghĩ đến việc xây dựng một hệ thống nhà máy điện nhằm đáp ứng đầy đủ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của con người .Nói cách khác với một nền kinh tế đang đi vào công nghiệp hoá ,hiện đại hoá đất nước thì chúng ta phải thiết kế được một hệ thống nhà máy điện .Để thiết kế được một hệ thống nhà máy điện đó thì việc đầu tiên đòi hỏi người kỹ sư phải có một kiến thức tổng hợp về điện sao cho công trình thiết kế đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật đặt ra và đảm bảo an toàn cho con người đồng thời đạt hiệu qủa kinh tế cao nhất. Hệ thống cung cấp điện là một hệ thống gồm các khâu sản xuất , truyền tải và phân phối điện năng để cung cấp cho một khu vực nhất định được lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia sử dụng điện áp trung bình trở xuống .Đó cũng chính là niềm khao khát của người kỹ thuật thiết kế . 1.2.TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN Nhà máy được đặt tại Phường Phước Thới Quận Ômôn TP.Cần Thơ với tổng công suất của dự án nhà máy nhiệt điện ÔMÔN là 2x300MW .Trong nhà máy điện bao gồm các mạch điện như sau: 1.2.1.Mạch điện xoay chiều (AC) Mạch điện AC của nhà máy điện bao gồm mạch điện chính máy phát ,mạch phụ là trạm biến áp tự dùng và mạch điện trạm phân phối 220KV/110KV. Mạch điện chính của máy phát điện được nối với máy biến áp chính thông qua thanh cái cách điện pha dạng ống và được nhánh đến máy biến áp kích từ ,máy biến áp tự dùng ,máy biến điện áp và chống sét van . Mạch điện trạm phân phối bao gồm trạm phân phối 220KV và 110KV .Trạm phân phối 220KV cung cấp với 1,5 hệ thống thanh cái .Điện năng được sản xuất từ máy phát điện sẽ truyền đến trạm phân phối 220KV và cung cấp cho hệ thống điện thông qua đường dây truyền tải .Trong lúc đó ,các thanh cái nối với trạm phân phối 110KV thông qua máy biến áp liên lạc .Trạm phân phối 110KV được cung cấp bằng hệ thống thanh cái đôi và được nối đến các máy biến áp khởi động (hay MBA dự phòng). Mạch điện công suất tự dùng của tổ máy được lắp đặt độc lập cho mỗi máy. Mạch điện từ mạch chính máy phát được phân nhánh và hạ xuống 6,6KV thông qua máy biến áp tự dùng của tổ máy phát. Trong thời gian khởi động hay dừng máy phát thì công suất từ các máy biến áp khởi động nối với trạm 110KV sẽ cung cấp nguồn công suất tự dùng của máy phát trong hệ thống đó . LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 4 Thiết bị xử lý lưu huỳnh trong khối(FGD:flue gas desulphurisation) của mỗi tổ máy được cung cấp từ mạch điện 6,6KV của tổ máy và thiết bị xử lý nước và nước thải được cung cấp từ mạch 6,6KV. Trạm biến áp phục vụ nhà máy sẽ giảm điện áp từ 6,6KV xuống 0,4KV và cung cấp công suất cho trạm hạ áp .Trạm hạ áp này được đưa đến trung tâm năng lượng và trung tâm điều khiển động cơ mà các máy điện tự dùng được nối vào và phụ thuộc vào công suất của máy. 1.2.2.Mạch điện một chiều (DC) Mạch điện DC của nhà máy điện được sử dụng để cung cấp cho hệ thống điều khiển của thiết bị ,máy móc ,bảo vệ máy bị sự cố và bảo vệ thiết bị bị sự cố (máy bơm dầu khi sự cố của turbin ,máy bơm dầu khẩn cấp, máy ngắt chân không,hệ thống thông tin, hệ thống chiếu sáng sự cố,…). 1.3.TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÂN PHỐI CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN Phát triển giai đoạn một của nhà máy bao gồm phát triển ban đầu của trạm phân phối 110KV và 220KV .Trạm 500KV sẽ là một phần của phát triển tương lai . Các máy biến áp của nhà máy được nối đến trạm phân phối 220KV ,trạm 220KV được nối đến trạm 110KV thông qua máy biến áp giảm áp 220KV/110KV . 1.3.1.Trạm phân phối 220KV được xem xét quy hoạch như: (a) Sáu đầu nối vào máy phát (giai đoạn một phát triển hai đầu ,hai đầu dự định phatù triển trong giai đoạn hai và hai đầu có thể thực hiện trong phát triển tương lai) (b) Tám ngăn lô ra đường dây 220KV –hai đến Trà Nóc ,hai đến Thốt Nốt ,hai đường dây đưa lên hệ thống và hai dự trữ để đấu nối trong tương lai. (c) Hai ngăn lộ đặt trên phần cuối phía tây của trạm phân phối 220KV để nối với các máy biến áp liên lạc trạm phân phối 500KV. (d) Hai ngăn lộ máy biến áp trên phần cuối phía đông của trạm 220KV cho hai máy biến áp 220KV/110KV để cung cấp cho tram phân phối 110KV 1.3.2.Trạm phân phối 110KV được xem xét quy hoạch như: (a) Hai ngăn lộ vào được cung cấp từ các máy biến áp của trạm phân phối 220KV. (b) Chín ngăn lộ xuất tuyến ra (các xuất tuyến đến Sa Đéc , Long Xuyên , hai đến thị trấn ÔMÔN , hai đến Trà Nóc và ba ngăn lộ dự trữ cho phát triển tương lai. (c) Hai ngăn lộ cung cấp cho tự dùng của nhà máy và các máy biến áp khởi động . (d) Một ngăn lọâ thanh cái đôi . LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 5 Chương 2: PHỤ TẢI ĐIỆN XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 6 2.1.PHỤ TẢI ĐIỆN 2.1.1.Khái niệm -Phụ tải điện là các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, cơ năng, hoá năng. -Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho thiết kế và vận hành cho nhà máy điện .Đồ thị phụ tải ngày của nhà máy điện dùng để chọn máy biến áp ,tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp ,chọn sơ đồ nối dây ,…với đồ thị phụ tải có thể đưa ra kế hoạch tu sửa thiết bị. Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tỏâng quát : S=P+jQ Trong đó : P :Công suất tác dụng Đơn vị đo lường là: Oát : W Kilô Oát : KW Mega Oát MW Q : Công suất phản kháng Đơn vị đo lường là :VAR;KVAR;MVAR. S :Công suất biểu kiến Đơn vị đo lường là :VA;KVA;MVA Về trị số S= 22 QP + ; P=Scosϕ ; Q = Ssinϕ. Điện năng (A) là công suất điện tiêu thụ trong thời gian T. A= ∫T dttP 0 )( = ∑ iiTP Đơn vị đo lường là Oát –giờ (Wh) ; KWh ;MWh 2.1.2.Phân loại Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu , phụ tải có thể phân loại theo tính chất: -Phụ tải động lực : Cung cấp cho các động cơ điện. -Phụ tải chiếu sáng . Phân loại theo khu vực sư ûdụng: -Phụ tải công nghiệp :Cung cấp cho khu công nghiệp. -Phụ tải nông nghiệp :Cung cấp cho khu vực nông nghiệp. -Phụ tải sinh hoạt :Cung cấp cho vùng dân cư. Phân loại theo mức độ quan trọng: -Phụ tải loại 1 : Khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị. -Phụ tải loại 2 :Khi mất điện ảnh hưởng đến nền kinh tế ,sản xuất nhưng không nghiêm trọng như loại 1. -Phụ tải loại 3: Về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn không ảnh hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ. LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 7 2.2.CÁCH XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY CỦA NHÀ MÁY Đồ thị phụ tải ngày vẽ bằng Oat kế tự ghi là chính xác nhất ,nhưng cũng có thể vẽ theo từng điểm nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian ghi lại trị số phụ tải rồi nối lại thành dạng đường gấp khúc phương pháp vẽ theo từng điểm tuy không chính xác nhưng thực tế được dùng rất phổ biến. Để tính toán thuận tiện ,thường biến đường gấp khúc thành đường bậc thang nhưng phải đảm bảo hai điều kiện :diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn bậc thang nối trục toạ độ phải đúng bằng diện tích giới hạn bởi đường gấp khúc với trục toạ độ ,các điểm cực đại và cực tiểu trên cả hai đường biểu diễn không thay đổi. Khi biết Pmax ta suy ra Qmax =Pmax * ϕtg .Sau đó tính được ϕcos max max PS = hay ngược lại. Đồ thị phụ tải ngày đêm của toàn nhà máy thì bằng tổng các đồ thị phụ tải ngày đêm của từng cấp điện áp. 2.3.ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA CÁC CẤP ĐIỆN ÁP Đồ thị phụ tải của các cấp điện áp nối vào nhà máy và đồ thị phụ tải của nhà máy . -Cấp 220KV :Cấp điện áp của hệ thống có SHT=9000 (MVA) -Cấp 110KV:Phụ tải có công suất Smax/Smin=200/150 (MVA) ; 8,0cos =ϕ 2.3.1.Đồ thị phụ tải cấp 110(KV) Cấp điện áp 110KV có 6 phụ tải Phát lên 6 đường dây có : Smax =200(MVA) ; 8,0cos =ϕ )(,** )(,*cos* ,cos;)( )(,** ,,cos )(,*cos* minmin minmin min maxmax maxmax MVARtgPQ MWSP MVAS MVARtgPQ tg MWSP 90750120 12080150 80150 120750160 75080 16080200 ===⇒ ===⇒ == ===⇒ =⇒= ===⇒ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕϕ ϕ 200 63 9 12 18 24 21 t (h) 150155 150 155 190 200 15 S (MVA) LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 8 Một cách tương đối ta phân bố phụ tải tại các thời điểm trong ngày như sau: Thời gian t(h) P(MW) Q(MVAR) S(MVA) ϕcos ϕtg 30 ÷ 120 90 150 0,8 0,75 93÷ 124 93 155 0,8 0,75 129 ÷ 152 114 190 0,8 0,75 1512 ÷ 160 120 200 0,8 0,75 1815 ÷ 124 93 155 0,8 0,75 2418 ÷ 120 90 150 0,8 0,75 2.3.2.Xác định công suất tự dùng của nhà máy Tự dùng của nhà máy điện được xác định theo biểu thức : ∑ ∑ ∑+= )6,04,0(* mf t mftd P P PP α Trong đó : α =8% Hệ số tự dùng phụ thuộc vào loại nhà máy và công suất của các tổ máy Pmf ∑ mfP :Tổng công suất đặt của các tổ máy phát ∑ tP :Tổng công suất phát ra tại các thời điểm Do nhà máy có khả năng phát toàn bộ công suất thừa về hệ thống .Vì vậy tổng công suất phát ra tại các thời điểm bằng tổng công suất đặt của các tổ máy tức là∑ ∑= mft PP Do đó: MVAQPS MVARtgPQ tg MWXP tdtdtd tdtd td 9,6324,4248 24,4288,0*48* 88,075,0cos 483002*%8 2222 =+=+=⇒ ===⇒ =⇒= == ϕ ϕϕ 2.3.3.Đồ thị phụ tải tổng của cấp điện áp 110KV và tự dùng Bảng tổng hợp đồ thị phụ tải của cấp điện áp 110KV và tự dùng Phụ tải ở các cấp điện áp : S (MVA) Thời gian t(h) 110 (KV) Tự Dùng Tổng % 30 ÷ 150 63,9 213,9 81% 93÷ 155 63,9 218,9 83% 129 ÷ 190 63,9 253,9 96% 1512 ÷ 200 63,9 263,9 100% 1815 ÷ 155 63,9 218,9 83% 2418 ÷ 150 63,9 213,9 81% LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 9 2.3.4.Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy 2.4.CHỌN CÔNG SUẤT MÁY PHÁT ĐIỆN CHO MỖI TỔ MÁY Máy phát điện được lắp trực tiếp với turbin hơi theo phương nằm ngang .Máy phát điện ba pha , máy điện đồng bộ dạng làm lạnh bằng khí hydro,loại kín,kích từ quay,rotor hình trụ. Theo đề bài cho công suất của nhà máy gồm 2 tổ máy mỗi máy có công suất 300MW. MVAPS 353 85,0 300 ===⇒ ϕcos đm đm Vậy ta chọn máy phát điện tuabin hơi có các thông số như sau: 263,9 63 9 12 18 24 21 t (h)15 S(MVA) 706(MVA) 213,9 218,9 213,9 218,9 253,9 263,9 HỆ THỐNG VÀ PHỤ TẢI 220KV 263,9 6 3 9 12 18 2421 t (h) 213,9218,9 213,9 218,9 253,9 263,9 15 S(MVA) LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 10 Loại máy phát Thông số định mức Điện kháng tương đối n (v/p) S (MVA) P (MW) U (KV) ϕcos I (KA) X’’ X’d Xd TBM- 300Y3 3000 353 300 18 0,85 10,19 0,12 0,203 2,11 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 11 Chương 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 12 3.1.KHÁI NIỆM Sơ đồ cấu trúc của nhà máy điện là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn ,tải và hệ thống điện.Đối với nhà máy điện nguồn ở đây là các máy phát điện ,tải là phụ tải mà nhà máy phải cung cấp ở các cấp điện áp .Hệ thống điện là nơi mà nhà máy điện cần nối vào,gồm nhiều nhà máy điện có công suất lớn hơn nhà máy định thiết kế . Bình thường nhà máy phát công suất thừa (sau khi cung cấp cho các tải )vào hệ thống ,khi nhà máy thiếu công suất (công suất tổng của các phụ tải lớn hơn tổng công suất của nhà máy) hoặc khi một phần tử chính (máy phát ,máy biến áp) bị sự cố không làm việc,hệ thống có thể sử dụng công suất dự trữ của hệ thống cung cấp về cho nhà máy để bù vào phần thiếu . Do đó hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng ,cấu trúc của nhà máy điện phải luôn luôn được giữ liên lạc chặt chẽ. Khi thiết kế nhà máy điện ,chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ thiết kế .Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc : 1-Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bị chính như :MBA,máy cắt điện ,…cũng như có khả năng thi công ,xây lắp và vận hành . 2-Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặt biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được). 3-Tổn hao qua máy biến áp bé ,tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết. 4-Vốn đầu tư hợp lý ,chiếm diện tích càng bé càng tốt. 5-Có khả năng phát triển trong tương lai gần , không cần thay cấu trúc đã chọn. Thường nhà máy có thể có nhiều phương án cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây: -Số lượng máy biến áp -Tổng công suất các máy biến áp (∑ đm.BS ) -Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp ( )∑ BV -Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến áp ( )∑∆ BA 3.2.SƠ ĐỒ CẤU TRÚC MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN 3.2.1.Phương án 1 : -Dùng 2 máy biến áp ba pha hai cuộn dây để nâng điện áp của máy phát lên điện áp 220KV thì máy biến áp được chọn bằng công suất máy phát dựa trên khái niệm vận hành đầy tải liên tục .Tức là SđmMBA≥SđmMF. Do đó dẫn đến vốn đầu tư thấp. -Vì công suất của hai MBA T1 và T2 chỉ chọn bằng công suất máy phát nên trọng lượng vàkích thứơc MBA nhỏ dễ dàng chuyên chở và xây lắp. -Do có 4 máy biến áp nên tổn hao tương đối lớn vì phải qua hai lần máy biến áp . -Chiếm nhiều diện tích xây lắp. -Dùng 2 máy biến áp từ ngẫu để hạ từ điện áp 220KV /110KV .Trước tiên phía điện áp 110KV được dùng ở hiện tại còn điện áp phía hạ áp để dự trữ phát triển trong tương lai . LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 13 F1 T1 HT MVA 150Smin Smax 200 F2 220KV 110KV T4 T2 T3 18KV 3.2.2.Phương án 2 : F1 HT MVA 150Smin Smax 200 220KV 110KV T1 T2 F2 T3 T4 18KV -Dùng 4 máy biến áp ba pha ba cuộn dây để nâng điện áp của máy phát lên điện áp 220KV/110KV thì máy biến áp được chọn bằng công suất máy phát dựa trên khái niệm vận hành đầy tải liên tục .Tức là SđmMBA≥SđmMF. Do đó dẫn đến vốn đầu tư thấp ,trọng lượng và kích thước MBA nhỏ nên cho phép khi chuyên chở và xây lắp. -Tổn hao trong máy biến áp có thể lớn vì có 4 MBA . LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 14 -Chiếm nhiều diện tích xây lắp. -MBA ba cuộn dây chỉ chế tạo với điện áp UH )(6 KV≥ -Khi công suất của các cuộn chênh lệch quá nhiều vì MBA chỉ chế tạo công suất bé nhất cũng bằng 2/3 công suất định mức điều này dẫn đến cuộn công suất bé sẽ non tải -Vì có 4 MBA ba cuộn dây sẽ dẫn đến không tốt khi bố trí thiết bị phân phối điện. 3.2.3.Phương án 3 : F1 T1 HT MVA 180Smin Smax 200 F2 220KV 110KV T4T2 T3 18KV 18KV Vì máy biến áp T1 và T2 có điện áp khác nhau nên gây khó khăn cho việc vận hành .Ngoài ra nó cũng có nhữngù ưu khuyết điểm giống như phương án 1 và phương án 2.Vì thế phương án này ít được dùng để thiết kế nhà máy điện. Kết luận : Từ các nhận xét trên ta thấy phương án 1 và phương án 2 là khả thi nhất nên quyết định chọn phương án 1 và phương án 2 để thiết kế nhà máy nhiệt điện ômôn. LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 15 Chương 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 16 4.1.KHÁI NIỆM Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác .Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110,220,500KV…, thường qua máy biến áp tăng từ điện áp máy phát (Umf) lên điện áp tương ứng . Ở cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối , ví dụ 22,15, 0,4 kV… Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng ,giảm mới đưa điện năng từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ .Vì vậy tổng công suất MBA trong hệ thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện . 4.2.NGUYÊN TẮC CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện ,tổng công suất của máy biến áp trong hệ thống điện rất lớn so với tổng công suất các máy phát, vốn đầu tư lớn nên việc chọn máy biến áp là rất quan trọng mang tính kinh tế kỹ thuật . (1) Nguyên tắc chọn máy biến áp nối với tổ máy phát (không có thanh góp ở điện áp máy phát) sẽ được chọn sao cho tải được toàn bộ công suất của tổ máy phát đó. Đối với máy biến áp hai cuộn dây hoặc ba cuộn dây thì chọn theo điều kiện như sau: đmMFđmMBAS S≥ (2) Nguyên tắc chọn máy biến áp nối từ điện áp 220KV/110KV thì chọn theo điều kiện quá tải sự cố của MBA (hai máy làm việc song song ) SđmMBA≥ qtscK Smax Trong đó : -Smax: Làcông suất max của phụ tải -SđmMBA: Là công suất định mức của MBA -MBA đặt ngoài trời :Kqtsc =1,4 -MBA đặt trong nhà :Kqtsc =1,3 Khi hai máy biến áp vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghĩ ,MBA còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thoả mãn các điều kiện sau: - Kqtsc*SđmMBA≥Smax -Thời gian quá tải không quá 6 giờ trong một ngày đêm, K1<0,93 và kéo dài không quá 5 ngày đêm. -Trong đó : 10 2 1 ∑= ii TSS đt =1K đmMBA đt S 1S (3) Khi chọn công suất máy biến áp cần chú ý các vấn đề sau : - Máy biến áp có bộ điều chỉnh dưới tải - Phải đảm bảo cung cấp điện liên tục LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 17 - Làm việc tối ưu về kinh tế và kỹ thuật - Hệ thống làm mát máy biến áp - Góc điều chỉnh. 4.3.CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 4.3.1.Chọn công suất máy biến áp cho phương án 1 F1 T1 HT MVA 150Smin Smax 200 F2 220KV 110KV T4 T2 T3 18KV 4.3.1.1.Chọn máy biến áp T1 và T2 Do máy biến áp và máy phát được nối ghép bộ với nhau cho nên chọn công suất máy biến áp bằng với công suất của máy phát dựa trên khái niệm vận hành đầy tải liên tục. -Với điều kiện về công suất :SđmMBA≥SđmMF -Với :SđmMF=353(MVA) ; Ucao=220KV ; Uhạï=18KV -Vậy ta chọn MBA T1,T2 mỗi máy có công suất định mức là: SđmMBA=353 (MVA) với các thông số kỹ thuật như sau: Điện áp cuộn dây (KV) Loại Sđm (MVA) UC UT UH NP∆ (KW) 0P∆ (KW) UN% I0% Giá tiền(USD) Tдцг 353 242 0 18 850 315 11 0,5 1.490.000 4.3.1.2.Chọn máy biến áp T3 và T4 Công suất máy biến áp T3,T4 được chọn theo điều kiện là bị sự cố một máy biến áp,máy còn lại với khả năng quá tải sự cố có khả năng cung cấp đủ Smax=200(MVA) Kqtsc*SđmMBA MVA200≥ Do MBA được đặt ngoài trời :Kqtsc=1,4 )(, ,, max MVASS 86142 41 200 41 ===⇒ đmMBA LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY HUỲNH QUANG MINH 18 Từ số liệu chọn được công suất mỗi MBA là SđmMBA=125(MVA) (a) Kiểm điều kiện vận hành bình thường: Ta có:∑ SđmMBA=2*125=250(MVA)>Smax=200(MVA) thoả mãn điều kiện vận hành bình thường (b) Kiểm tra điều kiện khi bị sự cố một máy: Kiểm tra điều kiện quá tải -Kqtsc*SđmMBA=1,4*125=175(MVA)< Smax=200(MVA) không thoả mãn điều kiện -Từ đồ thị phụ tải với SđmMBA=125(MVA) thời gian quá tải từ 0 đến 24 giờ tức là 24 giờ lớn hơn 6 giờ cho nên MBA 125 MVA không cho phép . Vì vậy để sử dụng được máy biến áp 125 MVA trong lúc sự cố một máy bằng cách ta cắt bớt những tải không quan trọng khi có một máy biến áp bị sự cố .Với tổng công suất được cắt bớt khi có một máy bị sự cố là 30MVA Suy ra đồ thị phụ tải sau khi được cắt bớt tải Kiểm tra điều kiện quá tải -Kqtsc*SđmMBA=1,4*125=175(MVA)> Smax=170(MVA) thoả mãn điều kiện -Từ đồ thị phụ tải với SđmMBA=125(MVA) thời gian quá tải từ 9 đến 15 giờ tức là 6 giờ cho nên MBA 125 MVA cho phép . Kiểm tra điều kiện K1đt 6 3 9 12 18 24 21 t (h) 170 120125 120 125 160 170 15 S(MVA) 125MVA 200 6 3 9 12 18 24 21 t (h) 150 155 150 155 190 200 15 S(MVA) 125MVA LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ÔMÔN GVHD :TSKH HỒ ĐẮC LỘC SVTH: LÊ VĂN BẢY H