Tải bản đầy đủ - 147 (trang)
Các thông số kỹ thuật của máy phát lựa chọn

Các thông số kỹ thuật của máy phát lựa chọn

Tải bản đầy đủ - 147trang

đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



Công suất định mức Nđm = 200.103 KW.

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 235.103 KVA.

Đờng kính trong Stato Di = 8,50(m).

Kiểm tra điều kiện (*) và (**) => Hiệu chỉnh lại lõi sắt từ .

Công thức hiệu chỉnh:

N N ' 200 126,67

=

.100%= 36,67% >>5%

N

200

125 136,4

.100% = 8,36% >3%

n =

136,4



N=



Vậy trong trờng hợp này cần phải thiết kế lại máy phát mà không có máy

phát có sẳn , nên rất tốn kém do vậy thờng không chọn phơng án này

b ) Phơng án 4 tổ máy .

Máy phát điện loại cB850/190-40 có các thông số sau :

Đờng kính lõi sắt từ DA=850 (cm).

Chiều cao lõi sắt từ LA = 190 (cm).

Số vòng quay đồng bộ n = 150(v/f) .

Công suất định mức Nđm = 90.103 KW.

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 100.103 KVA.

Đờng kính trong Stato Di = 7,77(m)

Kiểm tra điều kiện (*) và (**):

N N'

95 90

%=

.100% = 5,26 % > 5%

N

95

150 150

.100% = 0%

n =

150



N=



Phải hiệu chỉnh lại lõi sắt từ cho phù hợp với công suất thiết kế

c) Phơng án 5 tổ máy .

Máy phát điện loại cB750/220 -36 có các thông số sau :

Đờng kính lõi sắt từ Da=750 (cm).

Chiều cao lõi sắt từ La = 220 (cm).

Số vòng quay đồng bộ n =166,7 (v/f) .

Công suất định mức Nđm =72.103 KW.

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 90.103 KVA.

Đờng kính trong Stato Di = 6,9(m).

Kiểm tra điều kiện (*) và (**):

52



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



n = 0%

N=



N N'

76 72

%=

.100% = 5,26 % > 5% Hiệu chỉnh lại lõi sắt từ .

N

76



Trong ba phơng án trên thì phơng án 3 tổ máy không thoả mãn cả hai điều

kiện (*) và (**) nên phải thiết kế và chế tạo lại ,do vậy rất tốn kém về vốn ,và thời

gian chờ đợi lâu nên không thuận tiện cho việc lựa chọn phơng án cho trạm thuỷ

điện , còn phơng án 4 tổ máy và 5 tổ máy thì thoả mãn điều kiện số vòng quay

nhng nhng có sai lệch chút ít về công suất do vậy trong hai phơng án này cần

phải hiệu chỉnh lại lõi thép từ cho phù hợp với công suất thiết kế

Công thức hiệu chỉnh:



La

N

N

=

L = La .

La

N

N



+Hiệu chỉnh trờng hợp 4 tổ máy

. Thay số vào công thức trên ta có:

La

N

N

95

=

L = La .

La = 190. = 200,56



La

N

N

90



(cm).



Tra La trong giáo trình ta chọn La= 200cm

=>Vậy ta phải hàn thêm vào lõi sắt từ đã thiết kế một lợng là

La = 10 (cm).

Lúc này máy phát là: cB850/200-40

+Hiệu chỉnh cho trờng hợp 5 tổ máy

La

N

N

=

L = La .

=> La = 220.76/72 = 232.22 m

La

N

N



Tra giáo trình công trình trạm thuỷ điện ta chọn đợc chiều cao lõi thép từ là L a =

230 cm . Do vậy cần phải hàn thêm vào lõi thép từ của máy phát đã đ ợc thiết kết

một đoạn là: La = 10 (cm).

Khi đó máy phát mới có ký hiệu là cB750/230-36

Từ kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:

Z Kiểu MF



n

%

2p Công suất

(v/f)

103KV

103KW

A



4



CB850/20040



5



CB750/230-36 166,7 40



150 36 105.56



95



95



76

53



Di Trọng lợng

(m)

Rôto MF

(T) (T)

452



845



97,3 6,9 370



850



98 7,77



16,5

6,6



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



Tính toán lực dọc trục cho phơng án 4 tổ máy đợc chọn

Lực dọc trục bao gồm các lực sau đây

- áp lực nơc tác dụng vào bánh xe công tác của turbin

- Trọng lợng bánh xe công tác

- Trọng lợng trục turbin

- Trọng lợng rôto máy phát

Lực dọc trục đợc tính nh sau:

Pdt = Pzn + 1,1(Gb + Gr + Gt)

Pdt = KZ.D12.Hmax + 1,1.(Gb + Gr + Gt)

Trong đó

PZn: áp lực nớc dọc trục.

KZ: Hệ số áp lực nớc, tra bảng (8-2) Giáo trình Turbin thuỷ lực ta đợc

KZ = (0,22 ữ 0,26). Lấy KZ = 0.26 T/m3

Gb: Trọng lợng BXCT, Tra hình (8-11a) GTTBTL với D1 = 4,0 m

=> Gb = 400 KN = 40 tấn

Gro: Trọng lợng rôto máy phát Gro = 452 tấn

Gt:Trọng lợng trục turbin Gt = 0,8.Gb = 32 tấn

Hệ số 1,1: là hệ số xét đến trọng lợng các phần quay khác của turbin và

máy phát điện.

=> Pz = 0,26.42.90,17+ 1,1(40 + 452 + 32) = 951,51 tấn

3.2. phân tích lựa chọn phơng án số tổ máy

Theo tài liệu đã cho mực nớc dâng bình thờng đã đợc xác đình MNDBT=

210 m ,với các tài liệu liên quan đã biết và tính ra đợc các thông số của trạm thuỷ

điện nh : MNC=183 m,Nbd = 91MW, Nlm=380 MWthì cần phải chọn ph ơng án số

tổ máy hợp lý nhất để đạt đợc hiệu ích cao nhất trong quá trình vận hành nhà

máy.

Để lựa chọn đợc phơng án thích hợp nhất cho trạm thuỷ điện thì phơng án

ấy phải đảm bảo đồng thời hai điều kiện : Điều kiện kinh tế và điều kiện kỷ

thuật.và để đảm bảo hai điều kiện này thì cần dựa vao các căn cứ sau đây

54



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



Một là : Căn cứ vào công suất bảo đảm của trạm thuỷ điện và lu lợng thiên

nhiên giữa hai mùa trong năm

Công suất bảo đảm là công suất bình quân của khả năng dòng nớc trong

mùa kiệt nớc ứng với tần suất thiết kế

Trong một năm thuỷ văn thờng phân thành hai mùa rõ rêt ,mùa lũ và mùa

kiệt , mùa lũ lu lợng thiên nhiên nhiều nên luôn luôn đảm bảo lu lợng phát điện

cho trạm thuỷ điện , mùa kiệt lu lợng thiên nhiên đến ít nhng nhu câu dùng nớc

cũng nhu dùng điện lại tăng lên ,trong mùa kiệt này trạm thuỷ điện làm việc một

phần với lu lợng thiên nhiên một phần với lu lợng đợc cấp từ hồ ,trong quá trình

vận hành thì có những năm nớc kiệt trạm thuỷ điện chỉ phát đợc công suất Nbđ ,

với công suất này thì không cần huy động tối đa số tổ máy của trạm thuỷ điện làm

việc mà chỉ cần một hoặc một vài tổ máy làm việc còn số tổ máy còn lại có thời

gian tu sữa hay bảo dỡng định kỳ .Các tổ máy tham gia phát điện này phải đảm

bảo sao cho công suất phát ra trong mùa kiệt của năm này phải đảm bảo phát đợc với công suất Nbđ và nếu có lớn hơn thì cũng không lớn hơn bao nhiêu (vì các

tổ máy làm việc thì phát huy tối đa công suất ).Nên nếu chọn số tổ máy nhiều

công suất của một tổ máy nhỏ một tổ máy không đủ để phát phát đợc Nbđ trong

mùa kiệt nớc, hai hay ba tổ máy cùng làm việc có thể phát đợc công suất bảo

đảm nhng kích thớc nhà máy lại lớn , vận hành phức tạp ,hay xãy ra sự cố .Nếu

chọn số tổ máy ít thì N1tổ >> Nbđ do vậy trong mùa kiệt tổ máy không phát huy tối

đa đợc công suất thiết kế nên lãng phí về mặt kinh tế và không đảm bảo yêu cầu

về mặt kỷ thuật

Vậy dựa vào căn cứa này ta nhận thấy rằng chỉ có phơng án 4 tổ máy là đảm

bảo điều kiện

Phơng án

Nmf (MW)



3 tổ

126,67



4 tổ

95 (Nbđ = 91)



5 tổ

76



Hai là: căn cứ vào máy phát điện để chọn phơng án số tổ máy

Đối với Việt Nam chúng ta máy phát điện đều phải nhập từ nớc ngoài nên giá

thành mua sắm thiết bị và chi phí vận chuyển thờng rất đắt.Các máy phát đợc

chọn thờng là các máy phát có sẳn nên khi tính toán thiết kế sơ bộ các thông số

thuỷ năng chúng ta phải thiết kế sao cho phù hợp với các loại máy phát đã đ ợc

55



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



chế tạo sẵn về công suất và số vòng quay vì nếu công suất thiết kế và số vòng

quay của turbin không phù hợp với công suất và số vòng quay của máy phát đã

chế tạo sẳn thì chúng ta phải thiết kế lại và nhờ nớc ngoài chế tạo ,điều này dẫn

đến giá thành tăng lên rất cao và thời gian chờ đợi lâu nên không đảm bảo về vốn

đầu t và tiến độ công trình và do vậy phơng án này thờng không đợc chọn , còn

nếu số vòng quay và công suất sai lệch nhau ít thi chúng ta có thể điều chỉnh lại

công suất bằng việc hàn thêm hay gọt bớt chiều dài lõi thép từ để phù hợp với

công suất thiết kế và bảo đảm hiệu suất của máy phát là lớn nhất .Măt khác khi

chọn số tổ máy thì nên chọn số tổ máy thích hợp vì nếu máy phát và turbin càng

lớn thì kích thớc gian lắp ráp càng lớn , trọng lợng của chúng nặng nên thiết bị

nâng chuyển lớn , vận chuyển đến nơi lắp ráp khó khăn ,vốn để mua sắm thiết bị

nâng chuyển tăng

Trong đồ án này thì phơng án 3 tổ máy phải thiêt kế và chế tạo lại máy phát

nên thờng không đợc chọn , chỉ có hai phơng án 4 tổ máy và 5 tổ máy thì có cùng

số vòng quay với máy phát thiết kế nhng khác một chút về công suất nên phải

hàn thêm chiều dài lõi thép từ

Phơng án

4tổ máy

MF có sẳn

5 tổ máy

MF có sẳn

Nmf(MW)

95

90

76

72

n (v/f)

150

150

166,7

166,7

Hiệu suất

98%

98%

97,3%

97,3%

Chiều dài La 190+10(cm) 190(cm)

230

220

Trọng lợng

845(tấn)

850(tấn)

Ba là : căn c vào biểu đồ phụ tải của trạm thuỷ điện (trong đồ án này không

có)

Biểu đồ phụ tải là biểu đồ thể hiện quan hệ giữa thời gian với nhu cầu

dùng điện

Mỗi một trạm thuỷ điện làm việc độc lập hay làm việc trong hệ thống điện lực đều

có một biểu đồ phụ tải thể hiện nhu cầu dùng điện với thời gian (thờng là biểu đồ

phụ tải ngày).Nếu trạm thuỷ điện làm việc độc lập thì trạm phải đảm bảo an toàn

cung cấp điện cho một khu vực nào đó mà trạm đảm nhận theo tần suất thiết

kế ,nếu trạm thuỷ điện làm việc trong hệ thống thì trạm thuỷ điện phải đáp ứng đợc nhiệm vụ tại một vị trí nào đó trên biểu đồ phụ tải .Nhng nhu cầu dùng điện

của các hộ dùng tại các thời điểm là khác nhau ,có giờ cao điểm giờ thấp điểm ,

nhng giờ cao điểm và giờ thấp điểm giữa các ngày và các tháng lại khác nhau

56



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



Giờ cao điểm là thời điểm mà nhu cầu dùng điện lớn ,trạm thuỷ điện phải làm

việc với công suất lớn

Giờ thấp điểm trạm thuỷ điện làm việc với công suất nhỏ , nhu cầu dùng điện

ít

Mặt khác trong các giờ cao điểm ,giờ thấp điểm giữa các ngày các tháng sẽ

khác nhau và sẽ có giờ cao điểm nhu cầu dùng điện max( trạm thuỷ điện phát với

công suất max)và có giờ thấp điểm nhu cầu dùng điện min (trạm thuỷ điện phát

điện với công suất nhỏ nhất đảm bảo tần suất thiết kế)và đợc gọi là Pmax ,Pmin .Do

vậy cần phải chọn số tổ máy thích hợp để trong quá trình làm việc trạm thuỷ điện

cần bao nhiêu máy để phát đợc Pmax và bao nhiêu máy để phát đợc Pmin sao cho

đạt hiệu quả phát điện cao nhất ứng vơi công suất thiết kế

Khi trạm thuỷ điện làm việc trong hệ thống thì ta có thể xác định đợc công

suất dự trữ sự cố Ndc và nh vậy công suất của một tổ máy của nhà máy thủy điện

đợc chọn phải đảm bảo N1 tổ NdcHT và do vậy cũng có thể chọn đợc số tổ máy

của trạm Nlm = n.N1 tổ

Tóm lại: khi chọn số tổ máy của trạm thuỷ điện cần phải bảo đảm đồng thời

hai điều kiện : điều kiện kinh tết và điều kiện kỷ thuật

1. Điều kiện kinh tế

Phơng án đợc chọn phải đảm bảo vốn đầu t xây dựng công trình là nhỏ (bao

gồm có vốn mua sắm thiết bị máy móc nh: turbin ,máy phát, máy biến áp , và các

thiết bị khác. Chi phí xây dựng nhà máy nh : bê tông ,cốt thếp các nguyên vật liệu

phục vụ cho công tác thi công xây dựng và lắp đặt ),lợi ích kinh tế mà nó mang

lại là cao nhất,chi phí quản lý vận hành hằng năm là nhỏ , tuổi thọ thiết bị tôt

nhất,mang lại bộ mặt mới cho khu vực xây dựng công trình sau khi công trình đợc

đa vào vận hành và đảm bảo phát điện với công suât thiết kế

2. Về kỹ thuật

Số tổ máy đợc chọn phải đảm bảo các thông số thiết kế của trạm thuỷ điện ,

làm việc ổn định cho hiệu suất cao ,luôn làm việc với công suất tối đa

theo tần suất thiết kế và bảo đảm an toàn trong quá trình vận hành

Từ những nhận xết trên em chọn phơng án 4 tổ máy làm số tổ máy tính toán

và thi công cho trạm thuỷ điện vì có công suất một tổ máy sấp sĩ công suất bảo

đảm , hiệu suất của tổ máy cao, trọng lợng của một tổ máy nhỏ , sai lệch giữa

công suất có sẳn với công suất thiết kế không nhiều

57



đồ án tốt nghiệp

sơ bộ TTĐ Nậm Cát



Thiết kế



Các thông số của phơng án đã chọn

Turbin đợc chọn là turbin tâm trục

Kiều turbin: PO115/697

Công suất NTB : 100 MW

Đờng kính BXCT : D1= 4 m

Hiệu suất : TB = 92 %

n = 150/p

Máy phát đợc chọn là máy phát đồng bộ trục đứng kiểu treo

Ký hiệu máy phát : cB850/200-40

Công suất của máy phát : NMF = 95 (MW)

Đờng kính trong lõi thép từ : Di = 7,77 (m)

Số vòng quay của máy phát :n



= 150 (v/f)



Trọng lợng toàn bộ máy phát :GMF = 845 (Tấn)

Trọng lợng rôto máy phát :Grôto = 452 (Tấn)

Hiệu suất máy phát : mf = 98 %

Hệ số công suất : cos = 0.9

Kiểm tra lại thông số máy phát và turbin đã chọn

Công suất lắp máy của trạm thuỷ điện sau khi đã chọn thiết bị

NLM = Z.Nmf = 4*95= 380 MW

Trùng với công suất ta đã tính toán và chọn sơ bộ ở phần thuỷ năng

Nh vậy Nlm của turbin và máy phát đã chọn là đúng không phải hiệu chỉnh

lại theo sự thay đổi.

4. máy phát và kích thớc máy phát:

4.1 Loại và kiểu lắp đặt máy phát

.1. loại máy phát

Qua phần tính toán lựa chọn turbin đã xác định đợc loại máy phát :

CB850/200-40 với các thông số kỹ thuật sau:

N: 95.103 KW

Sbk : 105,56.103 KVA

n: 150 v/p

Di : 7,77m

La: 200 cm

GD2: 1000 Tm2

2P : 40 đôi

Cos : 0,9

58



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Các thông số kỹ thuật của máy phát lựa chọn

Tải bản đầy đủ ngay(147 tr)

×