Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện hoang tuan anh

Nó cung cấp điện cho các thiết bị điện như động cơ bơm dầu áp lực MHY để điều chỉnh khoang mở cánh hứng nước nhằm mục tiêu điều chỉnh tốc độ máy phát, cung cấp điện cho các động cơ bơm n

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân

LỜI MỞ ĐẦU

Nhà máy Thủy điện Hoà Bình được xây dựng tại hồ Hòa Bình, tỉnh Hòa Bình, trên dòng sông Đà thuộc miền bắc Việt Nam Trước khi nhà máy thủy điện Sơn La khánh thành thì đây là nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam và Đông Nam Á Nhà máy do Liên Xô giúp đỡ xây dựng và vận hành Công trình khởi công xây dựng ngày 6 tháng 11 năm 1979, khánh thành ngày 20 tháng

12 năm 1994 Công suất thiết kế là 1920 MW, gồm 8 tổ máy, mỗi tổ máy

có công suất 240 MW Sản lượng điện hàng năm là 8,16 tỷ kilowatt giờ (KWh) Theo thống kê của trung tâm điều độ quốc gia A0 thì phụ tải đỉnh của nước ta năm 2012 vào khoảng 18603 MW Vậy là vai trò của nhà máy thủy điện Hòa Bình là khá lớn Hiện nay, nó cung cấp khoảng hơn 7% tổng nhu cầu phụ tải của

cả nước ta

Hệ thống điện tự dùng có tầm quan trọng đặc biệt đối với nhà máy thủy điện Hòa Bình Nó cung cấp điện cho các thiết bị điện như động cơ bơm dầu áp lực MHY để điều chỉnh khoang mở cánh hứng nước nhằm mục tiêu điều chỉnh tốc độ máy phát, cung cấp điện cho các động cơ bơm nước cất làm mát hệ thống thiristor cầu chỉnh lưu cho hệ thống kích thích hay cấp điện cho các trạm bơm cũng như các động cơ quạt gió, ánh sáng của toàn nhà máy, …Hệ thống điện tự dùng có nhiệm vụ đảm bảo cho các thiết bị trong nhà máy vận hành liên tục và

ổn định

Như mọi người đã biết tiết diện dây dẫn nhà máy thủy điện Hòa Bình đã và đang sử dụng đều lớn hơn so với tiết diện dây dẫn sử dụng cho các loại hình phụ tải khác có công suất tương đương Tuy nhiên các tiết diện dây dẫn này lớn hơn bao nhiêu lần so với bình thường thì vẫn chưa có tài liệu nào nói đến Nhiệm vụ của đồ án này là xác định bội số đó gọi là độ dự trữ cung cấp điện

Để thực hiện việc đó em sẽ “ Giả lập, tính toán, thiết kế cung cấp điện cho hệ thống tự dùng nhà máy thủy điện Hòa Bình Từ đó đánh giá độ dự trữ cung cấp điện của các thiết bị trong hệ thống tự dùng của nhà máy.” Nội

dung của đồ án có kết cấu cơ bản như sau:

Trang 2

Phần I: Thu thập dữ liệu hệ thống tự dùng nhà máy thủy điện Hòa Bình

Phần II: Giả lập, tính toán, thiết kế cung cấp điện cho 1 phần hệ thống tự

dùng nhà máy thủy điện Hòa Bình

Phần III: So sánh, đánh giá độ dự trữ cung cấp điện cho các thiết bị tự

dùng của nhà máy thủy điện Hòa Bình

Trong quá trình thiết kế đồ án em đã nhận được sự chỉ bảo hết sức tận tình

của thầy giáo Th.S Phạm Anh Tuân Thầy luôn quan tâm và rất nhiệt tình hướng

dẫn em từ việc thu thập số liệu cho đến việc định hướng lựa chọn giải pháp để

triển khai đồ án Thầy cũng luôn nhắc nhở, động viên em mỗi khi gặp khó khăn,

nhờ vậy mà em đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình đúng thời hạn

Em xin chân trọng cảm ơn thầy giáo Th.S Phạm Anh Tuân và các cán bộ

của nhà máy thủy điện Hòa Bình đã tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN I: THU THẬP DỮ LIỆU HỆ THỐNG TỰ DÙNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

HÒA BÌNH 1

CHƯƠNG 1: PHẠM VI KHẢO SÁT 2

CHƯƠNG 2: THU THẬP SỐ LIỆU TRẠM BIẾN ÁP KTΠ 2 3

1 Phương pháp thu thập số liệu 3

1.1 Các thông số thu thập 3

1.2 Quy trình thu thập 3

2 Một số hình ảnh về số liệu 5

2.1 Thông số của máy biến áp ( T21, T22 ) 5

2.2 Thông số của máy cắt ( 421, 422, 420 ) 6

2.3 Thông số các aptomat lớn của các xuất tuyến từ thanh cái trạm 7

2.4 Thông số của các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh cái trạm 10

2.5 Thông số của các tủ điện 11

2.6 Thông số về công suất của các phụ tải 14

2.7 Thông số về chiều dài đường dây từ điểm đấu điện tới phụ tải 14

3 Sơ đồ nối điện chính của trạm và của các tủ điện thuộc trạm KTΠ2 14

PHẦN II: GIẢ LẬP, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO 1 PHẦN HỆ THỐNG TỰ DÙNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH 29

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT CHỌN DÂY DẪN 30

1 Một số tiêu chuẩn chọn tiết diện dây dẫn 30

1.1 Một số tiêu chuẩn của Việt Nam 30

1.2 Một số tiêu chuẩn của nước ngoài 30

2 Chọn tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-52:2011 và NEC 2011 31 2.1 Dòng điện Icp phụ thuộc vào phương pháp lắp đặt 31

2.2 Hệ số k1 phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường 33

2.4 Độ sụt điện áp cho phép 35

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHỌN DÂY DẪN 37

1 Chọn dây dẫn cho tủ chiếu sáng X21-1 39

2 Chọn dây dẫn cho tủ chiếu sáng X22-1 43

3 Chọn dây dẫn cho tủ phân phối D21-7 46

Trang 6

6 Chọn dây dẫn cho tủ D22-6 53

15 Chọn dây dẫn cho thanh cái NC2-1 79

16 Chọn dây dẫn cho thanh cái NC2-2 81

PHẦN III: SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ ĐỘ DỰ TRỮ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC THIẾT BỊ TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH 83

CHƯƠNG 5: SO SÁNH TIẾT DIỆN DÂY THỰC TẾ VÀ TÍNH TOÁN 84

1 Phương pháp đánh giá độ dự trữ cung cấp điện của các thiết bị tự dùng trong nhà máy thủy điện Hòa Bình 84

2 Đánh giá độ dự trữ 84

3 Đánh giá chung 96

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ DỰ TRỮ TỰ DÙNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH 97

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Phương pháp lắp đặt 31

Bảng 3.2: Khả năng mang dòng tính bằng ampe đối với các phương pháp lắp đặt E,F và G – Cách điện bằng XLPE hoặc EPR, ruột dẫn đồng – Nhiệt độ ruột dẫn : 90o C, nhiệt đột môi trường xung quanh chuẩn: 30o C 32

Bảng 3.3: Hệ số hiệu chỉnh đối với nhiệt độ môi trường xung quanh khác 30oC áp dụng cho khả năng mang dòng đối với cáp đặt trong không khí 33

Bảng 3.4: Hệ số suy giảm cho nhóm có nhiều mạch hoặc nhiều cáp nhiều lõi 34

Bảng 3.5: Độ sụt điện áp cho phép 35

Bảng 3.6: Bảng công thức tính độ sụt điện áp 35

Bảng 4.1: Kết quả tính toán tủ ánh sáng X21-1 40

Bảng 4.2: Kết quả tính toán tủ ánh sáng X22-1 43

Bảng 4.3: Kết quả tính toán tủ phân phối D21-7 47

Bảng 4.7: Kết quả tính toán lộ D21-6,7 và D22-6,7 55

Bảng 4.12: Kết quả tính toán lộ D21-4* và D22-4* 66

Bảng 4.13: Phụ tải lớn nhất của lộ 2 tủ phân phối D21-2 67

Bảng 4.14: Kết quả tính toán lộ D21-2 69

Bảng 4.15: Phụ tải lớn nhất của lộ 2 tủ phân phối D22-2 71

Trang 8

Bảng 4.19: Kết quả tính toán thanh cái NC2-1 79

Bảng 4.20: Kết quả tính toán thanh cái NC2-2 81

Bảng 5.1 Bảng đánh giá độ dự trữ từ NC2-1,2 đến các thiết bị 84

Bảng 5.2 Bảng đánh giá độ dự trữ từ tủ ánh sáng X21-1 tới các phụ tải 86

Bảng 5.3 Bảng đánh giá độ dự trữ từ tủ ánh sáng X22-1 tới các phụ tải 87

Bảng 5.4 Bảng đánh giá độ dự trữ từ tủ phân phối D21-7 tới các phụ tải 88

Trang 9

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Thông số của máy biến áp ( T21, T22 ) 5

Hình 2.2: Thông số của máy cắt 6

Hình 2.3: Aptomat NC2-1 – 1, 4 và NC2-2 – 1, 4 7

Hình 2.6: Thông số của các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh cái trạm 10

Hình 2.7: Tủ phân phối D21-1 11

Hình 2.9: Tủ ánh sáng X21- 1 và X22 – 1 13

Hình 2.10:Tài liệu ”Hệ thống tự dùng 0,4kV” 14

Hình 2.12: Tủ ánh sáng X22-1 16

Hình 4.1: Thông số tính toán và hiện trạng các đường dây tủ ánh sáng X21-1 42

Hình 4.2: Thông số tính toán và hiện trạng các đường dây tủ ánh sáng X22-1 45

Trang 10

Hình 4.3: Thông số tính toán và hiện trạng các đường dây tủ phân phối D21-7 48

Hình 4.15: Thông số tính toán và hiện trạng các đường dây của thanh cái NC2-1 80

Hình 4.16: Thông số tính toán và hiện trạng các đường dây của thanh cái NC2-2 82

Trang 11

PHẦN I:

THU THẬP DỮ LIỆU

HỆ THỐNG TỰ DÙNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

Trang 12

CHƯƠNG 1: PHẠM VI KHẢO SÁT

Hệ thống điện tự dùng của nhà máy thủy điện Hòa Bình được chia làm 2 cấp điện áp là 6,3kV và 0,4kV Ở cấp điện áp 6,3kV không có phụ tải tự dùng trực tiếp nhưng vẫn duy trì cấp điện áp này là để hạn chế tổn thất điện năng và tăng cường tính kinh tế do các trung tâm phụ tải 0,4 kV của nhà máy được bố trí trên một phạm vi rộng, đường dây dài Ở cấp điện áp 0,4 kV có tất cả là 11 trạm biến áp trọn bộ KTΠ để hạ điện áp từ 6,3kV xuống 0,4kV và phân phối điện áp 0,4kV tới các hộ tiêu thụ điện tự dùng Do hệ thống điện tự dùng của nhà máy thủy điện Hòa Bình rất lớn nên nhóm thực hiện đề tài chỉ tập trung khảo sát, lấy

số liệu và giả lập tính toán cung cấp điện tự dùng ở 1 trạm biến áp và cụ thể là trạm KTΠ 2

Trạm KTΠ 2 được lắp đặt dưới hành lang thanh dẫn máy phát số 3 cao độ

9,8 gian máy Sơ đồ trạm gồm có 2 thanh cái NC2 - 1 và NC2 – 2 lần lượt lấy điện từ đầu ra của 2 máy biến áp khô T21 và T22 qua 2 máy cắt 421 và 422 Liên kết giữa 2 thanh cái là máy cắt phân đoạn 420 Nhiệm vụ của trạm KTΠ2 là cung cấp điện tự dùng 0,4kV cho các hộ tiêu thụ điện tự dùng của tổ máy phát số 3 và

tổ máy phát số 4 (Gồm những phụ tải chính như: Bơm dầu MHY; bơm nước làm mát bộ biến đổi bằng Tiristo; các bơm nước sau làm mát máy biến áp ОЦ; các động cơ van nước kỹ thuật; các van điện xả cạn buồng xoắn máy phát; )

Trang 13

CHƯƠNG 2: THU THẬP SỐ LIỆU TRẠM BIẾN ÁP KTΠ 2

1 Phương pháp thu thập số liệu

1.1 Các thông số thu thập

- Công suất của từng phụ tải trong hệ thống điện tự dùng trong trạm KTΠ 2

- Chiều dài đường dây từ điểm đấu điện tới phụ tải

- Tiết diện dây dẫn thực tế đang được sử dụng

- Thông số của các aptomat, máy cắt của trạm KTΠ 2

- Thông số các máy biến áp của trạm KTΠ 2

- Sơ đồ nối điện của trạm và các tủ điện thuộc trạm KTΠ 2

Sau đó, giả lập tính toán cung cấp điện cho hệ thống điện tự dùng và so sánh tiết diện dây dẫn cần thiết với tiết diện dây dẫn mà nhà máy đang sử dụng

để đánh giá độ dự trữ của các chuyên gia Liên Xô khi thiết kế hệ thống điện tự dùng nhà máy

1.2 Quy trình thu thập

Nhà máy thủy điện Hòa Bình do các chuyên gia Liên Xô thiết kế và thi công vì thế mà tài liệu chi tiết về thiết kế là không có Sau khi chuyển giao công nghệ cho Việt Nam thì bên phía Liên Xô cũng chỉ cung cấp cho 1 số sơ đồ chính của nhà máy với mục tiêu là giúp Việt Nam có thể vận hành được nhà máy Sau này các cán bộ công nhân viên có xây dựng lại các sơ đồ của hệ thống tự dùng nhưng các thông số chi tiết của từng phụ tải, từng aptomat v v là không có Bên cạnh đó do những sơ đồ được xây dựng lại cũng đã lâu Các sửa đổi lại

và bổ xung thêm đều không tiến hành cập nhật vào tài liệu đã soạn trước đó Vì thế nên chúng em đã phải khảo sát lại toàn bộ trạm KTΠ 2 để cập nhật các thông

số và sơ đồ một cách chính xác nhất tại thời điểm này ( tháng 12 năm 2013 )

Để đảm bảo an ninh cho nhà máy thì những người không phận sự không được vào nhà máy khi chưa được sự cho phép.Nhờ có giấy giới thiệu của thầy giáo hướng dẫn Phạm Anh Tuân mà chúng em đã nhận được sự cho phép của chú trưởng ca vận hành nhà máy vào tìm hiểu Để đảm bảo an toàn cho quá trình

Trang 14

vận hành nhà máy, chú trưởng ca đã cử hai nhân viên vận hành đưa chúng em đi tham quan và tìm hiểu hệ thống tự dùng

Từ sơ đồ trạm KTΠ 2 do nhà máy cung cấp, chúng em đã được nhân viên vận hành dẫn tới tất cả các tủ phân phối và đã xin phép nhân viên vận hành mở tủ cho chúng em tìm hiểu, thu thập số liệu Sau đó chú dẫn đến các thiết bị khác như máy biến áp, máy cắt, bơm, quạt,v…v của trạm KTΠ 2 Do khối lượng số liệu cần phải thu thập là khá lớn mà thời gian ở trong nhà máy lại hạn chế Vì vậy để

có thể thu thập được số liệu 1 cách đầy đủ và chính xác nhất thì chúng em đã dùng máy ảnh chụp lại các thông số sau đó mới tiến hành ghi chép và tổng hợp lại các thông số vào sơ đồ hệ thống

Quy trình thu thập số liệu và kết quả đạt được:

Bước 1: Thu thập các bản vẽ tự dùng nhà máy thủy điện hòa bình, do nhà máy cung cấp (70% số liệu)

Bước 2: Thu thập các số liệu, từ các nhân viên vận hành nhà máy (5% số liệu)

Bước 3: Chụp ảnh các thiết bị, tủ phân phối, các cáp đi trong các tủ phân phối và các aptomat Ghi chép các thông số kỹ thuật (20% số liệu)

Bước 4: Từ đó dùng phương pháp nội suy để đưa ra các thông số kỹ thuật

chính xác nhất (5% số liệu)

Nhận xét về các thông số thu thập được:

- Thông số của máy biến áp: đầy đủ

- Thông số của máy cắt: đầy đủ

- Thông số của aptomat: đầy đủ

- Thông số về tiết diện dây dẫn: đầy đủ

- Thông số về chiều dài dây dẫn: không chính xác do chỉ mang tính ước chừng( được nhân viên vận hành cung cấp )

- Thông số công suất từng phụ tải: đầy đủ

- Sơ đồ nối điện của trạm và của các tủ điện: đầy đủ

Vậy đã thu thập đủ 100% số liệu cần thiết

Trang 15

2 Một số hình ảnh về số liệu

2.1 Thông số của máy biến áp ( T21, T22 )

Hình 2.1: Thông số của máy biến áp ( T21, T22 )

- Kiểu máy biến áp: ТСЗА-630/10 T3 - Điện áp ngắn mạch(%): 5,14%

- Điện áp định mức phía cao thế: UC=6,3kV - Tần số định mức: 50Hz

- Điện áp định mức phía hạ thế: UH=0,4kV - Tổ đấu dây: -11

- Dòng điện định mức phía cao thế: IC=57,7A - Cách điện cấp: F

- Dòng điện định mức phía hạ thế: IH=909A - Nước sản xuất: Nga

Trang 16

2.2 Thông số của máy cắt ( 421, 422, 420 )

Hình 2.2: Thông số của máy cắt

Trang 17

Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân 2.3 Thông số các aptomat lớn của các xuất tuyến từ thanh cái trạm

Trang 18

Trang 19

Trang 20

2.4 Thông số của các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh cái trạm

Hình 2.6: Thông số của các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh cái trạm

Trang 21

Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân 2.5 Thông số của các tủ điện

Trang 22

Trang 23

2.5.3 Tủ ánh sáng X21- 1 và X22 – 1

Hình 2.9: Tủ ánh sáng X21- 1 và X22 – 1

Cách đọc thông số của các aptomat tương tự như trên

Trang 24

2.6 Thông số về công suất của các phụ tải

Tham khảo từ tài liệu ”Hệ thống tự dùng 0,4kV” lưu hành nội bộ của phân

xưởng điện tự dùng có đối chiếu với các thiết bị thực tế

Hình 2.10:Tài liệu ”Hệ thống tự dùng 0,4kV”

2.7 Thông số về chiều dài đường dây từ điểm đấu điện tới phụ tải

Nhà máy thủy điện Hòa Bình là do các chuyên gia Liên Xô thiết kế và thi

công Sau đó chuyển giao cho Việt Nam nhưng do tính chất là làm hộ nên các

bản vẽ thiết kế, thi công là không cung cấp cho mà chỉ cho các sơ đồ chính Mục

đích là giúp cho Việt Nam có thể vận hành được nhà máy Cũng vì thế nên thông

số chiều dài đường dây ở đây không thể xác định chính xác được Toàn bộ thông

số về chiều dài đường dây có trong đề tài này đều do chú phó quản đốc phân

xưởng điện tự dùng cung cấp cho dựa trên nhiều năm kinh nghiệm quản lý hệ

thống tự dùng

3 Sơ đồ nối điện chính của trạm và của các tủ điện thuộc trạm KTΠ2

Trang 25

Trang 26

Hình 2.11: Tủ ánh sáng X21-1

Trang 27

Hình 2.12: Tủ ánh sáng X22-1

Trang 28

Hình 2.13: Tủ phân phối D21-7

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

Trang 39

Trang 40

PHẦN II:

GIẢ LẬP, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO 1 PHẦN

HỆ THỐNG TỰ DÙNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	4,45 MB