Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐẠI NGHĨA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN PHỐI ĐIỆN DAS TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐẠI NGHĨA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN PHỐI ĐIỆN DAS TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐẶNG QUỐC THỐNG Hà Nội - 2005 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu: Đề án đề cập đến vấn đề đưa kết cấu lưới điện trung áp với việc áp dụng thử nghiệm hệ thống phân phối điện tự động (Distribution Automation System-DAS) Hệ thống điều hành hệ thống máy tính, hệ thống Nhật áp dụng từ 30 năm ngày cải tiến nâng cao hiệu phân phối điện Khi áp dụng hệ thống phân phối tự động DAS ta nhận lợi ích sau : 1- Môi trường : + Giảm thời gian điện, giảm hẳn lượng khí CO2 máy phát điện dự phòng phát + Giảm việc đầu tư nhà máy phát điện tương đương với việc phát sinh khí CO2 + Sử dụng máy cắt dập hồ quang chân không thay máy cắt sử dụng khí FS6- loại khí độc hại với mơi trường 2- Hạ tầng sở: + Cung cấp chất lượng điện tốt cho phụ tải sử dụng điện + Giảm thời gian khu vực điện, nâng cao an toàn xã hội + Áp dụng kỹ thuật đại vào mạng lưới phân phối điện + Giải khủng hoảng nguồn điện 3- Lợi ích kinh tế: + Việc cấp điện liên tục làm cho ngành không bị ngừng sản xuất điện + Ngành điện khơng bị sản lượng + Chi phí sản xuất ngành điện tiết kiệm Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 + Giảm thời gian xử lý cố : Đối với ngành điện tăng sản lượng điện + Do trang bị cơng nghệ cao nên giảm chi phí vận hành chi phí quản lý + Cho phép vận hành tối ưu hoá lưới điện, nên tăng sản lượng điện bán thêm mà không cần đầu tư cho lưới điện 4- hiệu khác : + Tăng độ tin cậy cung cấp điện, đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng, góp phần thúc đẩy ngành kinh tế khác thu hút vốn đầu tư nước để phát triển thủ đô + Đối với ngành điện - ứng dụng công nghệ tiên tiến vào công tác quản lý vận hành, ngày nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ đội ngũ cán quản lý cơng nhân vận hành Nâng cao uy tín ngành điện + Việc áp dụng hệ thống DAS việc quản lý vận hành lưới trung giải pháp đầu tư đại hố ngành điện theo kịp trình độ quản lý nước phát triển, phù hợp với chủ trương Đảng xây dựng nước Việt Nam trở thành nước Cơng nghiệp hố đại hoá 1.2 Mục tiêu nội dung luận văn: Luận văn đề cập đến số vấn đề vận hành hệ thống tự động phân phối điện DAS: Nguyên lý làm việc hệ thống DAS Áp dụng DAS cho hệ thống cáp ngầm đường dây không Khả áp dụng DAS lưới điện Hạ Nội Phân tích, tính tốn tính kinh tế áp dụng DAS Để hoàn thành luận văn tác giả vô biết ơn hướng dẫn, đạo tận tình giúp đỡ thầy giáo PGS-TS Đặng Quốc Thống, môn Hệ thống điện, trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tác giả xin chân Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 thành cảm ơn ban Lãnh đạo Công ty Điện lực thành phố Hà Nội quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian học tập vừa qua Tác giả mong nhận bổ sung, góp ý hồn thiện nội dung từ thầy cô giáo, chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp nhằm nâng cao tính khả dụng luận văn Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ Trong kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội đất nước đến 2010 2020 trình bày văn kiện Đại hội Đảng lần thứ lần thứ 9, Đảng Chính phủ ta coi trọng tới vấn đề phát triển sở hạ tầng kỹ thuật, trọng tới cơng nghiệp Năng lượng (dầu, khí, điện, than) Những năm qua, ngành Điện lực phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày tăng cao đất nước Sản lượng điện sản xuất mua năm 2003 đạt tới 40,83 tỷ kWh tăng 14,03% so với năm 2002 Theo Tổng sơ đồ phát triển Điện lực Việt nam giai đoạn 2001-2010 có xét triển vọng tới 2020 Chính phủ phê duyệt; với tư cách vừa ngành hạ tầng sở, vừa ngành công nghiệp sản xuất kinh doanh với công nghệ cao đảm bảo hiệu kinh tế, ngành Điện lực có định hướng sách phát triển chủ yếu : Đảm bảo cung cấp điện an toàn với chất lượng hiệu cao phục vụ cho phát triển kinh tế-xã hội sở đa dạng hoá nguồn cung cấp; khai thác tối đa nguồn lượng có hiệu kinh tế nước (thuỷ điện, nhiệt điện khí, nhiệt điện than), đồng thời kết hợp với trao đổi, liên kết lưới điện hợp lý khu vực, trước hết với Lào Căm-pu-chia Sử dụng công nghệ tiên tiến, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Ưu tiên xây dựng nhà máy thuỷ điện có lợi ích nhiều mặt, kết hợp chống lũ, cấp nước với sản xuất điện Phát triển nguồn điện đồng với tăng cường phát triển hệ thống lưới điện truyền tải phân phối theo tỷ lệ hợp lý nhằm đảm bảo cung cấp điện an toàn, tin cậy cho hộ tiêu thụ điện Đẩy mạnh việc đưa điện nông thơn Phát triển ngành khí lượng Tích cực chuẩn bị cho chương trình xây dựng nhà máy điện nguyên tử Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 Cũng năm qua, mạng lưới truyền tải điện không ngừng tăng trưởng chiều dài cấp điện áp Tháng 5/1994, đường dây siêu cao áp 500 kV Bắc Nam nước ta với tổng chiều dài 1487 km đưa vào vận hành Trong năm tới đây, đường dây 500 kV Phú Mỹ - Nhà Bè - Phú Lâm; Plây ku - Phú Lâm; Plây ku- Đà Nẵng-Hà Tĩnh-Thường Tín đưa vào vận hành Tuy nhiên, với lưới phân phối điện thành phố lớn nước ta bao gồm đường dây trung áp hạ áp nhiều bất cập lưới thiết kế, lắp đặt sử dụng thời gian dài với tiêu kỹ thuật khác nhau, nhiều nước, nhiều nhà cung cấp thiết bị khác cung cấp thiết bị Do yêu cầu sử dụng điện liên tục, lưới điện trung áp nhiều cố xảy ra, thời gian phân đoạn xử lý cố kéo dài Với yêu cầu xã hội ngày Điện thành phần thiếu sống đại Ngành điện không ngừng cung cấp đủ nhu cầu sử dụng điện xã hội mà phải đáp ứng chất lượng điện cung cấp 2.1 Giới thiệu chung Thành phố Hà Nội Hà Nội thủ đô nước CHXHCN Việt nam, trung tâm đầu não trị văn hố khoa học kỹ thuật, đồng thời trung tâm lớn kinh tế giao dịch quốc tế nước + Về hành chính: TP Hà Nội bao gồm quận nội thành (Ba đình, Hồn kiếm, Hai Bà Trưng, Đống đa, Thanh xuân, Cầu giấy, Tây hồ) quận, huyện ngoại thành (Từ liêm, Gia lâm, Long Biên, Thanh trì, Đơng anh, Sóc sơn, Hồng Mai) với 102 phường, 118 xã thị trấn Tính đến 31/12/2001 dân số toàn Thành phố 2.841,7 ngàn người, nội thành 1.643,6 ngàn người chiếm 57,8% + Về khí hậu Nhiệt độ trung bình năm từ 23,50C đến 24,50C, lượng mưa trung bình năm khoảng 1500mm (mùa mưa tháng đến tháng 10) Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 Độ ẩm trung bình hàng năm 80% + Về kinh tế Hà Nội đạt thành tựu quan trọng, tốc độ tăng trưởng kinh tế Hà Nội (GDP) thời kỳ 1996-2000 đạt 10,67%/năm, riêng năm 2000 tăng 9,14% sovới năm 1999 GDP bình quân đầu người tăng từ 446USD năm 1990 lên 990USD năm 2000 gấp 2,29 lần vùng đồng sơng Hồng 2,17 lần bình quân chung nước Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng cơng nghiệp hố đại hố, tăng tỉ trọng Công nghiệp, Thương mại - dịch vụ GDP Trong tăng nhanh tỉ trọng sản phẩm có hàm lượng kỹ thuật cao, giảm tương đối tỉ trọng nông nghiệp ❖ Phương hướng chủ yếu qui hoạch phát triển TP Hà Nội Phương hướng nhiệm vụ lâu dài xây dựng thủ đô xã hội chủ nghĩa giàu kinh tế, kinh tế Nhà nước giữ vai trị chủ đạo, vững trị, có văn hố tiên tiến, đậm đà sắc dân tộc, an ninh quốc phòng vững mạnh a Về phát triển không gian: Hà Nội phân thành vùng rõ nét + Khu vực hạn chế phát triển : giới hạn đường La Thành - Láng - Trường Chinh - Đại La - Minh Khai + Khu vực phát triển mở rộng: qui hoạch theo hữu ngạn sông Hồng gồm khu vực nằm phía ngồi trục đường giới hạn khu hạn chế phát triển + Khu vực phát triển (Bắc sông Hồng): bao gồm khu bắc cầu Thăng Long, xung quanh đầm Vân Trì, khu Đơng Anh, khu Gia Lâm - Sài Đồng - Yên Viên Các khu sẽ xây dựng theo hướng đại, chất lượng cao với sở hạ tầng đồng bộ, đảm bảo môi trường b Định hướng phát triển kinh tế đến giai đoạn đến 2010 - Tốc độ tăng trưởng GDP hàng năm từ 10-11% GDP bình quân đầu người năm 2010 đạt 2.100-2.200USD Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 - Từng bước đại hố mạng lưới hạ tầng dịch vụ thị cách đồng bộ, hệ thống, có trọng điểm Đến năm 2010: + Chỉ tiêu cung cấp nước cho thị đạt 160-180 lít/người ngày, đảm bảo nước cho 100% làng xã nông thôn + Điện thương phẩm bình quân đầu người đạt 2800kWh/người.năm + Đường giao thơng chiếm 17-18% diện tích thị + Diện tích nhà thị từ 8-9m2/người - Giảm tỉ lệ người nghèo thành thị 1% - Tỉ lệ tăng dân số tự nhiên 1,05%/năm - Tiếp tục phát triển cơng nghiệp có chọn lọc 2.2 Đặc điểm lưới điện phân phối TP Hà Nội 2.2.1 Hiện trạng lưới điện phân phối Hiện tại, lưới điện phân phối TP Hà Nội vận hành với cấp điện áp 35kV, 22kV, 10kV, 6kV Trong lưới điện 22kV đưa vào vận hành từ năm 1994 a Trạm biến áp phân phối Các trạm biến áp phân phối chủ yếu gồm loại : trạm xây, trạm treo, trạm cột Ngồi cịn cịn có số trạm kiosk xây dựng khu vực chật hẹp yêu cầu cao mỹ quan đô thị Trong năm gần nhu cầu phụ tải tăng cao việc đầu tư xây dựng trạm treo phổ biến với lý vốn đầu tư nhỏ, kết cấu gọn nhẹ, tốn diện tích chưa phù hợp với TP Hà Nội thời kỳ đại hoá Bảng 2.1: Khối lượng trạm biến áp phân phối TP Hà Nội (tính đến 31/12/2004) TT Hạng mục Số trạm Số máy Dung (kVA) 35/0,4kV 529 548 229.720,0 35/0,2kV 2.300,0 22/0,4kV 379 431 254.533,0 10/0,4kV 1.065 1.156 456.548,0 Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội lượng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨACH2003-2005 TT Hạng mục Số trạm Số máy Dung (kVA) lượng 10/0,2kV 1 560,0 6/0,4kV 2.292 2.470 849.562,5 6/0,2kV 18 26 7.295,0 4.286 4.635 1.800.518,5 Tổng Số lượng trạm xây dựng đưa vào vận hành hàng năm khoảng 300 trạm/năm phân phối cấp điện áp Bảng 2.2 : Khối lượng trạm biến áp phân phối từ năm 2002-2004 Thời điểm Tháng 12/2002 Tháng 12/2003 Tháng 12/2004 Số trạm Số máy Dung (kVA) lượng 4.286 4.560 4.776 4.635 5.020 5.192 1.800.518,5 1.979.586,5 2.100.859,0 b Đường dây phân phối: Khu vực nội thành lưới điện phân phối cấp điện áp đan xen tồn vận hành Kết cấu lưới hầu hết dạng mạch vịng vận hành hở, có nhiều tuyến dạng hỗn hợp đường cáp ngầm đường dây nên độ tin cậy cấp điện bị ảnh hưởng đáng kể Khu vực ngoại thành chủ yếu sử dụng đường dây có kết cấu theo dạng hình tia Bảng 2.3 : Chiều dài đường dây trung TP Hà Nội (tính đến 12/2004) TT Hạng mục Chiều dài (km) ĐDK Cáp ngầm Tổng ĐDK+CN 35kV 435 7.4 442.4 22kV 40.56 225.56 266.12 10kV 199.24 174.08 373.32 6kV 654.76 374.11 1028.87 Tổng cộng 1,329.56 781.14 2,110.71 Xu hướng biến động đường dây phát triển nhanh cấp điện áp 22 KV, cấp lại thu hẹp lại Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 + ngăn máy cắt đầu cáp loại 24kV - 600A Máy cắt loại chân không + ngăn máy cắt sang máy biến loại 24kV - 200A - Lắp đặt đường dây thông tin từ E14 tới trạm Đội Cấn; Liễu Giai Tư Lệnh Lăng Cáp thông tin nối vào RTU tủ RMU 4.3.4.2 Lắp đặt tuyến dây thông tin: Đường cáp thông tin FCPEV - AN - SSD 0,9mm x 2P nối từ TCM đặt E14 chung hào cáp lực dọc phố Lý Văn Phúc Cáp thông tin đặt cáp lựcvà luồn ống chịu nhiệt  30 suốt dọc mương cáp Sử dụng ngăn amiăng rộng 1m để ngăn chặn cáp cao cáp thông tin Cáp cố định thành mương đai ơm + vít nở 4cm với 2m/1 đai ôm Chiều dài đoạn chung mương cáp 160m Ra khỏi mương cáp xây cáp thông tin luồn ống thép  30 chôn trực tiếp đất độ sâu 1m lên cột số (H - 8,5) đầu ngã ba bên đường (Cột H - 8,5) dọc phố Nguyễn Thái Học rẽ sang phố Lê Trực rẽ sang phố Ơng Ích Khiêm Đoạn cáp đỡ cột đỡ có sẵn Tuỳ theo cột, độ cao treo cáp thay đổi Với cột vượt đường, cột khơng có dây dẫn khác bám vào dây đỉnh cột Các cột có dây hạ + thơng tin, cáp treo phía hàng với đường dây thơng tin bưu điện Từ phố Ơng Ích Khiêm cáp rẽ sang phố Đội Cấn bám cột hạ cũ hè phía số nhà chẵn Đến trạm Đội Cấn Xây, cáp hãm cột xuất tuyến hạ trạm Trong trạm, cáp luồn ống ghen nhựa tròn tường đến tủ RMU Đường trục tiếp tục dọc phố Đội Cấn, cột đỡ chủ yếu dọc đường cột đường 6kV cũ tháo dỡ hết dây dẫn Cáp treo độ cao với đường cáp hạ vặn xoắn chung Đến trạm Liễu Giai, cáp hãm cột xuất tuyến h th ca trm Ti ct Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 84 N TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 lắp đặt phân dây kéo mạch nhánh vào trạm Liễu Giai Trong trạm,cáp luồn ống ghen nhựa tròn tường đến tủ RMU Từ trạm Liễu Giai, cáp kéo sang phía bên đường Đội Cấn (Bên lẻ) phía hè ben chẵn đoạn (Qua KS La Thành) khơng có cột đỡ Cáp phía đường cáp hạ dây phía vượt qua đường Liễu Giai rẽ vào Phố Kim Mã Thượng dừng cột bưu điện có sẵn (LT 8,5m phía trước trạm Bộ tư Lệnh Lăng Từ cột kéo nhánh vào trạm Bộ Tư Lệnh Lăng Trong trạm, cáp luồn ống ghe nhựa tròn tường đến tủ RMU Tổng chiều dài tuyến cáp thông tin 3650m Quy cách tuyến cáp thông tin: - Chủng loại cáp dùng cáp có kèm dây văng để tự đỡ (Self supporting cable) FCPEV - AN - SSD 0.9 mm x 2P Cáp có cặp dây cặp mày xanh trắng cặp vàng trắng dùng cho đường tín hiệu gửi (Sending) nhận (Receiving) - Đoạn cáp chung với cáp lực 24kV luồn ống amiăng chịu nhiệt  30 - Đoạn cáp đất luồn ống thép  30 chôn sâu 1m Đoạn từ đất lên cột luồn ống thép  30 dài 3,0m lắp đặt chân cột đầu ống thép bịt kín dây gai tẩm bi tum - Cáp đường trục đấu vào mối trạm qua chia dây (vật tư nước ngoài) - Phụ kiện lắp đặt cắm cột gồm loại sau: * Loại A: Loại lắp đặt cho đầu hãm cuối * Loại B: Để đỡ cáp thẳng * Loại C: Để hãm cáp thẳng * Loại D: Để đỡ cáp nhánh phía ngồi *Loại E: Lắp vị trí góc Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Néi 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 - Đoạn cáp ngang qua vị trí có trạm treo xử lý sau; cáp hãm cột trạm (dùng phụ kiện loại E) sau luồn ống nhựa  30đi dọc dầm máy biến lên cột trạm bên tiếp - Một số vị trí cột cột sắt, cột vuông H - 8,5; H -4,5 phải sử dụng giá đỡ cáp riêng chế tạo nước cụ thể cho vị trí cột Giá đỡ gồm ốp L50 x mạ kẽm bắt cột bu lơng M15re 4.3.4.3 Tại trạm E14: • Lắp đặt máy PC có TCM Nối đường dây thơng tin qua modem TCM • Tại tủ máy cắt 473 - E14 lắp bổ sung 01bộ rơ le Tự động đóng lại Rơ le dùng loại KVTR 100 GEC ASTHOM • Cài đặt phần mầm cho PC RTU tủ RMU Tiến hành thử nghiệm đường dây 4.4 Đánh giá thử nghiệm hệ thống Tự động Phân phối cho lộ đường dây cáp ngầm 473E14: Thời điểm chưa lắp đặt DAS - có cố, phận thao tác phải thực việc sau : Đến khu vực điện Tìm vùng cố lưới Cô lập vùng cố khôi phục cấp điện trở lại cho lưới điện Các việc người vận hành đến tận điểm cố để thao tác Thời gian ngừng cấp điện cố theo thống kê hàng năm tính trung bình chưa lắp đặt hệ thống DAS: T= 1,80 h/vụ = 108 phút/ vụ Khi áp dụng hệ thống DAS - việc phát hiện, cách ly cố phục hồi cấp điện cho phần không bị cố thực tự động Thời gian tự động xử phân vùng cố đường trục khoảng phỳt Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hµ Néi 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 Nếu tính thời gian người vận hành kiểm tra tín hiệu máy tính lấy thời gian tối đa : phút Thời gian tiết kiệm ứng dụng DAS phút /vụ Đường trục Hiện 473E14 Khi áp dụng Thời gian Thời gian (s) DAS (s) tiết kiệm (s) so sánh 108 106 98 % Tính tốn sản lượng điện bán lắp đặt DAS Phân lộ 473E14 thành phân vùng, cố xảy phân vùng thứ (Hình 4.4) Vùng Vùng Vùng Vùng Điểm nối vịng MC Hình 4.4: Phân vùng lộ 473E14 Cơng suất tải phân vùng tính bảng sau: Số máy Số Công Số phân BA tb RMS/1 suất tb /1 vùng /1 lộ lộ lộ(KVA) a Lộ 473E14 B c 40 d Công suất Hệ số Công suất Công suất đặt/1 phân tải tải/1 phân tải/1 phân vùng vùng(KVA) vùng(KW) e=c 12,157 f=d/e 3,039 g 0.40 h=fxg i=h*0,85 (CosFtb=0.85) 1,216 1,033 - Công suất tải phân đoạn trung bình 1.033 kW Sản lượng điện tiết kiệm lần cố lắp đặt DAS tính sau: Vùng Vùng Điện tiết T có kiệm/1 vụ P tải(kW) T trớc(phút) DAS(phút) Dt(phút) lộ (kWh) 1,033 78 76 1286.93 1,033 108 106 1794.93 Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Néi 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 Vùng Vùng 1,033 1,033 108 Tổng: 4064 -Thời gian xử lý cố: -Số vụ cố/1 lộ năm: -Sản lượng điện tiết kiệm năm (=Số vụ x điện tiết kiệm TB vụ lộ) 106 0.00 1794.93 4876.80 1.8h 1.96vụ 9,558.53 kWh Sau lắp đặt hệ thống DAS cho lộ đường dây 473E18 lưới điện làm việc tin cậy Việc phát cố thao tác chuyển đổi nguồn công tác cố nhanh gọn, dễ thao tác, giảm thời gian điện phụ tải liên quan, tăng sản lượng điện thời gian điện giảm Do việc ứng dụng DAS lưới điện TP H Ni l rt cn thit Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 88 ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 CHƯƠNG PHÂN TÍCH TÀI CHÍNH - KINH TẾ 5.1 Phương pháp luận: Như ta biết việc áp dụng hệ thống DAS đem lại hiệu sau : 5.1.1 Giảm thời gian ngừng cung cấp điện cố Hiện - có cố , phận thao tác phải thực việc sau : + Đến khu vực điện + Tìm vùng cố lưới + Cô lập vùng cố khôi phục cấp điện trở lại cho lưới điện Các việc người vận hành thao tác Thời gian ngừng cấp điện cố theo thống kê hàng năm tính trung bình (xem chương 1) sau : - Đối với đường dây không : T= 2,55 h/vụ = 153 phút/ vụ - Đối với đường cáp ngầm : T= 1,80 h/vụ = 108 phút/ vụ Khi áp dụng hệ thống DAS - việc phát hiện, cách ly cố phục hồi cấp điện cho phần không bị cố thực tự động Thời gian tự động xử lý cố đường trục khoảng phút Nếu tính thời gian người vận hành kiểm tra tín hiệu máy tính nên lấy thời gian tối đa : phút / trục cáp ngầm phút / ĐDK ( có số phân vùng lớn) Thời gian tiết kiệm ứng dụng DAS - phút /vụ Loại đường trục Hiện Khi áp dụng Thời gian Thời gian DAS tiết kiệm so sánh Cáp ngầm 108 106 98 % ĐDK 153 150 98 % 5.1.2 Tiết kiệm sản lượng điện không bán cố điện Đối với đường cáp ngầm : - Lượng điện tiết kiệm tính cho lần cố đường trục : 4876,8 KWh (Phụ lục 5-1, 5-2) Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hµ Néi 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 - Sản lượng điện tiết kiệm tính cho 59 đường trục năm ứng dụng DAS : 59 (lộ) x 1,96 (s.cố/1lộ , năm ) x 4876,8 kWh  563.953 kWh Đối với đường dây không : - Lượng điện tiết kiệm tính cho lần cố đường trục gồm phân vùng : 2.606,5 kWh (Phụ lục 5-3, 5-4) - Sản lượng điện tiết kiệm tính cho 17 đường trục năm ứng dụng DAS : 17 (lộ) x 3,15 (s.cố/1lộ , năm ) x 2.606,5 kWh  139.578 kWh Tổng điện tiết kiệm giảm thời gian sử lý cố : 563.953 kWh + 139.578 KWh = 703.531 kWh 5.1.3 Tăng khả tải điều khiển tối ưu việc phân bố công suất lưới Dự án DAS Hà Nội cải thiện khả truyền tải cho phép điều khiển tối ưu chế độ hệ thống điện Có điều dự án DAS trang bị thiết bị đóng cắt tự động, điều khiển thời gian thực , kịp thay đổi phù hợp với biến động phụ tải lưới điện chế độ xác lập Điều thực lưới có thiết bị vận hành tay Thông thường, đường trục mạch vòng đơn , hệ số tải đường trục 50% , 50 % lại để dự phòng cố đường dây phân phối Khi tăng số mạch vòng đường trục, kết hợp với việc điều khiển tối ưu trào lưu công suất phụ tải đường dây tự động máy tính (DAS) , tăng hệ số tải đường trục Trong hình 5-1, xem xét hệ số tải đường trục gồm phân vùng S1 - S2 - S5 trường hợp số điểm nối mạch vòng đường trục tăng dần lên từ lên điểm phân vùng - im ni mch vũng Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 90 N TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 phân vùng - điểm nối mạch vòng phân vùng – điểm nối mạch vịng Hình 5-1 Tăng khả tải đường trục việc áp dụng DAS Giả thiết : - Công suất phụ tải phân vùng đường trục tương đương - Tải đường dây phân phối khác sẵn sàng cấp cho phân vùng bị cố qua điểm mạch vịng có khả (1) Tác dụng số điểm đấu vòng Khi cố lưới, đường trục không bị cố ngồi việc cấp điện cho phụ tải mình, phải tải thêm dòng điện (If ) để cấp cho đường dõy b s c Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 91 N TT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 Trong trường hợp tải đường trục dòng điện định mức (In) , dòng điện cực đại (Imax) đường trục : Imax = In + If (1) Tỷ số In Imax sau: In / Imax = In / (In + If ) (2) Giả sử Ln số lượng điểm nối mạch vòng, dòng điện đáp ứng thời điểm cố (If) dòng điện ban đầu (In) là: If = In / Ln (3) Tương quan dòng điện ban đầu dòng điện tải cực đại (2) là: In / Imax = Ln / (Ln + 1) (4) (2) Tác dụng số lượng vùng Xét đường trục chia thành Sn phân vùng có công suất phụ tải tương đương Số lượng phân vùng nhiều cơng suất phụ tải vùng nhỏ - dòng điện cần hỗ trợ từ mạch vịng khác phân vùng bị cố If nhỏ Khả truyền tải đường trục chia làm phần : - Phần : khả tải đường trục cấp điện cho phụ tải - Phần : khả tải đường trục cần dự phòng để hỗ trợ cho mạch khác cố Khi phần nhỏ - Việc đồng nghĩa với việc tăng khả tải đường trục Theo số liệu tính tốn chun gia Nhật Bản , hệ số phụ tải tăng đến khoảng 70 % , chí áp dụng điều khiển tự động máy tính mức độ cao, tăng hệ số phụ tải lên quãng 80% Bảng 5-1: Ln Sn 5 Tăng tải số mạch vòng Ln số vùng Ls 5 3 3 Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 92 N TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 In/Imax 44 % 62 % 71 % 76 % % 60 % 67 % 69 % 71 % Hiện tại, lưới điện Hà Nội chủ yếu thực lộ có điểm nối vòng Tương lai đến năm 2007, sau lộ lắp DAS vận hành 22kV ,các lộ cải tạo để tăng số điểm nối liên thông lên điểm /1 lộ Trong phần tính hiệu kinh tế khả tải đường trục tăng lên - lấy giá trị tỷ lệ In/Imax mức 62 % Giá trị tăng khả tải so với mức dự phòng 50 % : 62% - 50 % = 12 % Hiệu kinh tế việc tăng khả tải lên 12 % ước tính sau : LỢI NHUẬN TĂNG KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƯỚI (Triệu đồng) Năm Doanh thu điện 2001 1,463,668 2002 1,690,057 2003 1,881,847 2004 2,279,148 Bình tỷ lệ quân lợi nhuận : Lợi nhuận KD điện 65,296 53,931 37,488 51,560 Tỷ lệ lợi nhuận % 2 - Phạm vị ứng dụng DAS lưới : 49,20 % -Doanh thu điện năm tính cho năm thứ ứng dụng DAS với tỷ lệ tăng doanh thu 15% năm : 3.336.901 Triệu đồng -Doanh thu điện ước tính cho khu vực ứng dụng DAS năm thứ : 1.641.728 Triệu đồng - Thu thêm tăng khả tải lưới sau áp dụng DAS là: ~ 5.900 Triệu đồng /năm 5.1.4 Giảm tổn thất điện Hệ thống DAS điều khiển vận hành lưới điện theo thời gian thực nên cho phép vận hành tối ưu hệ thống điện Bên cạnh việc tăng khả tải , tổn thất lưới cng c ci thin Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 93 N TT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 Theo số liệu báo cáo tổng kết công tác hàng năm Công ty điện lực Hà Nội, tổn thất lưới điện sau : Năm Tổn thất (%) 2001 11.07 2002 10.09 2003 11.26 2004 10.08 So sánh (%) - -0.98 1.17 -1.18 Những năm 2002 2004 có tỷ lệ tổn thất giảm so với năm trước việc đầu tư cho lưới trung triển khai với khối lượng lớn theo dự án cải tạo lưới điện ADB Hiện , tổn thất kỹ thuật lưới trung khoảng 3% Ước tính sau áp dụng DAS , tổn thất lưới trung khu vực giảm khoảng 10 % Như , tính theo tổn thất chung cho tồn lưới khu vực áp dụng DAS : 3% x 10 % = 0,3 % Giá trị điện nhận tổng công ty năm 2004 : 1.924.054 triệu đồng Giá trị giảm tổn thất ước tính cho khu vực áp dụng DAS chiếm 45,68% giá trị điện nhận toàn lưới điện : 1.924.054 triệu đồng x 45,68 % x 0,3 % = 2.636,7 triệu đồng 5.1.5 Giảm chi phí quản lý vận hành O&M Việc áp dụng DAS ứng dụng công nghệ tiên tiến việc quản lý vận hành lưới điện tất yếu dẫn đến giảm nhân công rút ngắn thời gian thực công việc so với việc sau Do giảm chi phí quản lý vận hành Việc xác định hiệu kinh tế ước tính tiết kiệm theo chi phí tiền lương, tiền ăn ca bảo hiểm xã hội -y tế theo số liệu tổng kết năm 2002 công ty Điện lực Hà Nội tương ứng với phạm vi đăt DAS 49,20% nh sau : Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 94 N TT NGHIP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 - Chi phí tiền lương - Tiền ăn ca - BHXH , BHYT , KPCĐ Tổng cộng : 78.578 6.657 4.509 89.744 Triệu đồng Triệu đồng Triệu đồng Triệu đồng Nếu xét chi phí O&M cho khu vực đồng tổng chi phí O&M phạm vi lắp đặt DAS : 89.744 Triệu đồng x 49,20 % = 40.995 Triệu đồng Giả thiết lắp đặt DAS , giảm 10 % chi phí O&M Chi phí tiết kiệm : 40.995 Triệu đồng x 10 % = 4.099,5 triệu đồng 5.1.6 Thu hồi tủ RMU chuyển sang dự án khác Hà Nội Do lắp đặt thiết bị DAS thay số vị trí tủ RMU lưới cáp ngầm Số lượng tủ RMU thu hồi chuyển sang dự án cải tạo xây dựng lưới điện Hà Nội Theo số liệu tính tốn , số lượng RMU thu hồi 205 tủ - tương đương với số lượng mà Công ty Điện lực Hà Nội cần sử dụng thêm khoảng năm Giá trị thiết bị thu hồi ước tính 85 % thiết bị với giá thi trường tạm tính 7.200 USD/tủ tính sau : 205 tủ x 7.200 USD/tủ x 15.000 đ/ USD x 85 %  18.819 triệu đồng 5.2 Phương pháp phân tích: Cơng trình tiến hành phân tích tài chính, kinh tế theo phương pháp tổ chức phát triển giới (UNIDO), với tiêu chuẩn sau : Tỷ suất hoàn vốn nội (IRR) suất lợi tức mà dịng hiệu ích (B) chi phí (C) suốt q trình dự án Nghiªn cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 n NPV =  (Bt − Ct )(1 + i) −t = t =1 Trong đó: Bt : Tổng dịng hiệu ích năm thứ t Ct : Tổng dịng chi phí năm thứ t n : Đời sống kinh tế cơng trình i : Tỷ suất tính tốn IRR Giá trị lợi nhuận ròng NPV tổng hiệu số dịng hiệu ích chi phí chiết khấu vơí tỷ lệ chiết khấu cho trước Cơng trình coi hiệu NPV > Tỷ suất lợi nhuận ròng : Là tỷ số NPV với vốn đầu tư qui đổi Cơng trình coi hiệu tỷ suất lớn khơng Tỷ số hiệu ích - chi phí B/C : Là tỷ số dịng hiệu ích dịng chi phí suốt đời sống kinh tế dự án với tỷ suất chiết khấu cho trước Cơng trình coi hiệu tỷ suất lớn khơng Thời gian hồn vốn : Đối với phân tích tài chính, cần phải xác định lịch trình thời gian trả nợ hết vốn vay thơng qua khoản thu từ cơng trình, vào bảng cân thu - chi tài Phân tích độ nhạy : Bất đề án lập sở dự kiến cho trước, nhiều dự đốn ban đầu khơng xác nên cần xem xét thêm tài - kinh tế cơng trình biến đổi thông số đầu vào bị biến đổi bất lợi Đối với cơng trình lưới điện thơng số vốn đầu tư tăng, tỷ suất vay lãi ngân hàng tăng nng lng in bỏn gim Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 96 N TT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 5.3 Phân tích tài - kinh tế dự án 5.3.1 Mục đích Phân tích - kinh tế - tài dự án Phân tích kinh tế - tài dự án nhằm tính tốn tồn hiệu chi phí cơng trình quan điểm chủ đầu tư cơng trình Qua đánh giá khả thực mặt thương mại đề án, xem xét mức độ sinh lợi cơng trình có đủ đảm bảo khả hồn vốn (cả gốc lẫn lãi) hay không với điều kiện vay vốn ngân hàng Qua kiến nghị số điều kiện để dự án bảo đảm mặt tài 5.3.2 Các giả thiết đưa vào tính tốn Tiến hành tính tốn phân tích quan điểm doanh nghiệp ngành điện: - Tổng vốn đầu tư xây dựng cơng trình : 354.881 triệu đồng - Năng lượng điện dự kiến bán thêm : 0,92 triệu kWh/năm - Chi phí vận hành lấy 1,5 tổng vốn đầu tư - Lãi suất vay vốn nước 7,5 năm - Lãi suất vay vốn nước 2,0 năm - Thời gian ân hạn: năm - Thời gian dự án: 20 năm - Thuế doanh nghiệp : 32 - Thuế VAT: 10% - Giá điện cố: 20 lần giá bán - Điện tổn thất đường dây trung áp trạm biến áp: 11,5% năm (gồm tổn thất cố điện) - Giá điện : Theo giá qui định ngành Từ năm 2006 giá bán điện tương đương 0,07USD -Các thơng số tính tốn mơ hình lưới điển hình: -Tổng dung lượng MBA khu vực đặt DAS : 885.840kVA -Tổng công suất đặt MBA ton TP H Ni: 1.800.518 kVA Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 97 ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 -Tỷ lệ khu vực đặt DAS lưới Hà Nội:  DAS  885840 x100% = 49,20% TPHanoi 1800518 5.3.3 Kết tính tốn 5.3.3.1 Kết qủa phân tích kinh tế: Kết tính tốn cho thấy với hệ số chiết khấu i=8%, + Hệ số hoàn vốn nội (IRR) 11,41 % + NPV = 46,591 tỷ đồng + Thời gian hoàn vốn là: 17 năm 5.4 Kết luận Hiệu kinh tế thu thực dự án DAS dễ dàng nhận thấy dựa tiêu chí sau : + Doanh thu bán điện tăng thêm thời gian điện giảm + Tăng khả tải lưới điện + Hạn chế tổn thất điện + Giảm chi phí quản lý vận hành + Giá trị thiết bị thu hồi chuyn sang d ỏn khỏc Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 98 ... Server: Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 Bảng 3.8 Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp. .. hệ thống điện Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật lắp đặt hệ thống tự động phân phối điện DAS Hà Nội 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HV: PHẠM ĐẠI NGHĨA- CH2003-2005 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN... HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐẠI NGHĨA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT LẮP ĐẶT HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN PHỐI ĐIỆN DAS TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG