Tuy nhiên do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy thì do đó chỉ cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng với các thông số kĩ thuật khác như điện áp
Trang 1CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
I CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Theo yêu cầu của đề bài ta phải thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện Nhà máy có số tổ máy phát điện là 4 tổ máy và có công suất là 400MW Nhà máy nối với hệ thống bằng 2 lộ đường dây 220kV, chiều dài mỗi lộ là 110km Công suất hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế ) là 4400MVA, công suất
dự trữ hệ thống là 12%, điện kháng ngắn mạch ( tính đến thanh cái của hệ thống nối với đường dây ) là 0,65
- Nhà máy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải:
+ Phụ tải cấp điện áp máy phát có Uđm=10,5kV
+ Phụ tải điện áp trung có Uđm=110kV
- Nhà máy có nhiệm vụ phát công suất ( tổng ) có Uđm=220kV
Trong khi thiết kế chọn máy phát điện ta cần chú ý những điểm sau:
+ Máy phát điện có công suất càng lớn thì vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu
để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ Nhưng về mặt cung cấp điện thì đòi hỏi công suất của máy phát lớn nhất không được lớn hơn dự trữ quay về hệ thống
+ Để thuận tiện cho việc xây dựng cũng như vận hành về sau, nên chọn các máy phát điện cùng loại
+ Chọn điện áp định mức của máy phát lớn thì dòng điện định mức, dòng điện ngắn mạch ở cấp điện áp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn các khí cụ điện hơn
Tuy nhiên do đã biết số lượng và công suất của từng tổ máy thì do đó chỉ cần kiểm tra sổ tay kĩ thuật điện để chọn loại máy phát điện tương ứng với các thông số kĩ thuật khác như điện áp, dòng điện, công suất định mức, hệ số công
Trang 2Đồ án thiết kế nhà máy điện
Do vậy ta chọn máy phát điện tuabin hơi có các thông số như sau: Tra trong bảng phụ lục I phần máy phát điện đồng bộ tuabin hơi trang 76 sách " Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp " của P.GS Nguyễn Hữu Khái
Bảng 1
Loại
máy
phát
Thông số định mức Điện kháng tương đối Loại
máy kích thích
n
v/ph
S MV
A
P
MW
U
KV
Cos
ϕ
I
KA x''d x'd xd
THΦ-120-2 3000 125 100 10,5 0,8 6,875 0,192 0,278 1,907
BIT-
450-500
II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Ở CÁC CẤP ĐIỆN
ÁP
Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng tiêu thụ điện năng ở các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất điện năng
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi Việc nắm được quy luật này là tìm được đồ thị phụ tải và điều này 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 kĩ thuật, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài việc 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 phát điện với nhau
Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho đồ thị phụ tải của nhà máy và đồ thị phụ tải của các cấp điện áp dưới dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P
Trang 3Đồ án thiết kế nhà máy điện
và hệ số công
suất cosϕ của từng phụ tải tương ứng từ đó ta tính được phụ tải ở các cấp điện áp
theo công thức biểu kiến sau:
St= p max
cos ϕ ×P% (1)
Trong đó:
St là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t, MVA
P% là công suất tác dụng tại thời điểm t tính bằng phần trăm công suất cực
đại
Pmax là công suất của phụ tải cực đại, MW
cosϕ là hệ số công suất của từng phụ tải
1 Phụ tải các cấp
1.1 Phụ tải cấp điện áp máy phát 10,5kV
Phụ tải cấp điện áp máy phát đã cho Pmax=16,4MW, cosϕ=0,8
Phụ tảI bao gồm các đường dây:
4kép x3,2 MW x4km
1đơn x1,2 MW x3km
Theo đầu bài cho bảng biến thiên công suất tác dụng tại thời điểm t, tính
theo phần trăm (%), áp dụng theo công thức (1) tính công suất biểu kiến của phụ
tải ta có bảng kết quả sau
Bảng 2
P% 50 70 85 100 60
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp máy
Trang 4Đồ án thiết kế nhà máy điện
phát
10,25
14,35 17,4253
220,55
212,31
(t) h
Hình 1
1.2 Phụ tải điện áp trung 110kV
Phụ tải điện áp trung đã cho Pmax=180MW, cosϕ=0,8
Phụ tảI bao gồm các đường dây: 1kép + 4đơn
Tương tự tính công suất biểu kiến của phụ tải ở cấp điện áp máy phát ta
có bảng kết quả sau
Bảng 3
Trang 5Đồ án thiết kế nhà máy điện
T(h) 0 ÷ 4 4 ÷ 10 10 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 24
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải ở cấp điện áp trung
S (MVA)
225
Hình 2
2 Phụ tải toàn nhà máy
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là Pđ=400MW, cosϕ=0,8
Công suất biểu kiến của toàn nhà máy được tính theo công thức:
Stnm=p § MF
cos ϕ ×P% (2)
Dựa vào công thức (2) tính công suất biểu kiến của toàn nhà máy ta có bảng kết
quả sau
Bảng 4
Trang 6Đồ án thiết kế nhà máy điện
T (h) 0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn nhà máy
S(MVA)
500
450
425
t(h)
Hình 3
3 Tự dùng
Trong nhà máy nhiệt điện thì phụ tải tự dùng chiếm một phần đáng kể
khoảng (5÷8)% tổng công suất phát ra của nhà máy Một cách gần đúng ta có
Trang 7Đồ án thiết kế nhà máy điện
thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện theo công thức sau:
Std = α.Snmmax(0,4 + 0,6
max nm
nm
S
S )
Trong đó : Snmmax là công suất đặt của nhà máy,MVA
Snm là công suất của nhà máy tại thời điểm t,MVA
α là số phần trăm lượng điện tự dùng, α = 0,07
Theo công thức trên thì phụ tải tự dùng của nhà máy gồm hai thành phần, một thành phần không phụ thuộc vào phụ tải và một thành phần phụ thuộc vào phụ tải
Công suất biểu kiến của tự dùng nhà máy được tính theo công thức sau:
Std= § MF tnm(t )
§ MF
S nP
%
0, 4 0, 6
nP
100 cos
cos
(3)
Dựa vào công thức (3) ta có bảng kết quả sau
Bảng 5
T (h) 0÷8 8÷12 12÷14 14÷20 20÷24
Stnm(t) 350 450 425 500 350
Std(MVA) 28,7 32,9 31,85 35 28,7
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị phụ tải tự dùng
Trang 8Đồ án thiết kế nhà máy điện
S (MVA)
35 32,9
31,85 28,7 28,7
T(h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hình 4
4 Công suất phát về hệ thống
Nhà máy thiết kế có nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải điện áp trung và phát lượng công suất thừa lên hệ thống 220 kV
Ta có tổng công suất phát toàn nhà máy bằng tổng công suất tiêu thụ
STNM(t)=STD(t)+SUF(t)+SUT(t)+ SVHT(t)
Vậy công suất phát về hệ thống:
SVHT(t)= STNM(t)- [STD(t)+SUF(t)+SUT(t) ]
Trong đó:
SVHT(t): Công suất về hệ thống tại thời điểm t,MVA
STD(t): Công suất tự dùng của nhà máy tại thời điểm t,MVA
SUF(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp máy phát tại thời điểm t,MVA
SUT(t): Công suất của phụ tải cấp điện áp trung tại thời điểm t,MVA
STNM(t): Công suất của toàn nhà máy tại thời điểm t,MVA
Thay các giá trị đã tính được ở trên ta được kết quả tính toán phụ tải và cân bằng công suất phát về hệ thống ở bảng sau:
Bảng 6
Trang 9Đồ án thiết kế nhà máy điện
T (h) 0 ÷ 4 4 ÷ 6 6 ÷ 8 8 ÷ 10 10 ÷ 12 12 ÷ 14 14 ÷ 18 18 ÷ 20 20 ÷ 24
S UF (t) 10,2 5 10,25 14,35 14,35 17,425 17,425 20,5 12,3 12,3
S UT (t) 1 68,75 191,25 191,25 191,25 225 225 202,5 168,75 168,75
S TD (t) 28,7 28,7 28,7 32,9 32,9 31,85 35 35 28,7
S VHT (t ) 142,3 119,8 115,7 211,5 174,675 150,725 242 283,95 140,25
Từ bảng kết quả trên ta vẽ được đồ thị
S(MVA)
283,95 242
211,5
174,675
150,725 142,3
115,7
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h)
Hình 5
5 Đồ thị tổng của toàn nhà máy
Trang 10Đồ án thiết kế nhà máy điện
S(MVA)
500
450 425
S HT 350 350 SΤΝΜ
275,325 271,275 268
238,5 234,2 230,2 ST 216,05 SΤ +S UF +S TD 209,75 207
55,5 50,325 49,275 47,3
S TD
47,25
43,05 38,95 41 S UF +S TD
17,25 20,5 14,35 S UF S UF
10,25 12,3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h)
Hình 6
6 Nhận xét
Qua đồ thị phụ tải tổng hợp trên ta có một số nhận xét chung như sau:
Nhà máy phát công suất cực đại S = 500 MVA lúc14h - 20h,