Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điện cho khu công nghiệp

Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng 5CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH ĐƯỢC THIẾT KẾ ĐIỆN ***** 1.1 Vị trí tầm quan trọng khu cơng nghiệp Bắc Ninh với diện tích khoảng 800km2, dân số khoảng triệu người, tỉnh cửa ngõ phía Bắc thủ Hà Nội, nằm tam giác tăng trưởng Hà Nội - Hải Phịng - Quảng Ninh Bắc Ninh có các hệ thớng giao thông thuận lợi như: Quốc lộ 1A nối Hà Nội - Bắc Ninh - Lạng Sơn, đường cao tốc 18 nối sân bay quốc tế Nội Bài - Bắc Ninh - Hạ Long, quốc lộ 38 nối Bắc Ninh - Hải Dương - Hải Phòng Trục đường sắt xuyên Việt Lạng Sơn Trung Quốc.Mạng lưới đường thuỷ có các sơng Cầu, sơng Đ́ng, sơng Thái Bình chảy biển Đông.Đây điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế - văn hoá - xã hội giao lưu với bên Nhằm phát huy các mạnh này, khu cơng nghiệp Gia Bình thành lập Với mục tiêu phấn đấu trở thành khu vực kinh tế động lực, góp phần quan trọng tạo đà cho Bắc Ninh chuyển dịch cấu kinh tế, trở thành tỉnh công nghiệp kiểu mẫu đất nước Với mục tiêu vậy, khu công nghiệp Gia Bình đặc biệt trọng quy hoạch đầu tư xây dựng hệ thống sở hạ tầng đồng tiên tiến, từ hệ thống giao thông thuận lợi, cấp điện, cấp thoát nước, thông tin liên lạc hiện đại, đến các hệ thống hạ tầng xã hội dịch vụ hỗ trợ đa dạng phong phú, tạo điều kiện tốt nhất thuận lợi nhất cho các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh khu công nghiệp 1.2 Tổng quan về khu công nghiệp Gia Bình 1.2.1 Quy mô khu công nghiệp Khu công nghiệp Gia Bình triển khai đầu tư xây dựng năm 2002 với diện tích 110ha với mặt khu công nghiệp là: (2500 x 4400)m2 Các lĩnh vực đầu tư khu công nghiệp bao gồm nhiều ngành nghề: công nghiệp điện, điện tử, vật liệu xây dựng khí, cơng nghiệp nhẹ, hàng tiêu dùng… Dưới danh sách các doanh nghiệp sản xuất KCN Gia Bình với cơng śt tiêu thụ u cầu cung cấp điện phụ tải Bảng 1.1: Danh sách các doanh nghiệp khu cơng nghiệp Gia Bình SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp T T Cung cấp điện cho khu cơng C.ty Thái Bình Dương C.ty TNHH Tân Đô Acecook Canon Việt Nam Samsung Việt Nam Shihen Technical VN Liên doanh Tiến Quốc Leadertek Thiết bị Đông Anh 10 11 12 Spt(kVA Tmax ) (h) Sx hàng may mặc 2.400 4.000 Quan trọng Sản xuất hàng gia dụng Chế biến thực phẩm Sx lăn, thiết bị in 1.800 2.400 2.200 3.500 5.200 5.000 Sản xuất thiết bị điện tử 2.600 5.000 Quan trọng Quan trọng Quan trọng Rất quan Thiết bị điện, điện tử 2.500 4.500 Quan trọng Sx linh kiện xe máy 2.000 4.000 Quan trọng Cơ khí xác 2.200 4.000 Sx thiết bị điện 2.600 4.500 Quan trọng Rất quan Sx kết cấu thép 3.200 5.100 3.200 4.500 2.700 3.500 Tên doanh nghiệp C.ty khí Điện Lực C.ty Viglacera Tở hợp chung cư thương mại Lĩnh vực hoạt động Sx gạch Granite VLXD Khu chung cư, siêu thị, giải trí… Tởng cơng suất Loại phụ tải trọng trọng Rất quan trọng Rất quan trọng Quan trọng 29.800  Sơ đồ bố trí mặt bằng khu công nghiệp sau: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công 11 10 12 Qc lơ 18 Hình 1.1: Sơ đờ bớ trí mặt khu cơng nghiệp Gia Bình 1.2.2 Hạ tầng khu công nghiệp 1) Hạ tầng kỹ thuật Khu công nghiệp đầu tư hạ tầng kỹ thuật đầy đủ hiện đại với hệ thống giao thông nội bộ, hệ thống cấp điện, hệ thống xử lý nước, hệ thống chiếu sáng… đảm bảo yêu cầu sản xuất cho các doanh nghiệp 2) Hạ tầng dịch vụ và xã hội Khu công nghiệp với hạ tầng dịch vụ đầy đủ hiện đại bao gồm: trung tâm điều hành, chi cục thuế, chi cục hải quan, trung tâm kho vận, ngân hàng, bưu điện, phòng cháy chữa cháy, viễn thông, hệ thống xử lý nước thải… Khu đô thị dịch vụ Gia Bình có diện tích 35ha khu thị hiện đại có hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đồng bộ, bao gồm đầy đủ các hạng mục: nhà cho cán bộ, khu chung cư, khu dịch vụ, trường học, bệnh viện, khu vui chơi giải trí, siêu thị, tở hợp thể thao… giải đáp ứng tôt nhất nhu cầu cán công nhân làm việc cho các doanh nghiệp khu công nghiệp 1.3 Liên kết điện khu vực SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Tồn khu cơng nghiệp với tổng công suất phụ tải 29800 kVA.Đây khu công nghiệp lớn với phụ tải quan trọng, cần yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao  Sơ đồ lưới điện trung áp tại khu vực sau: ▬ Đường dây 110kV ▬ Đường dây 22kV ● Trạm biến áp 22/0,4 kV Hình 1.2: Sơ đồ liên kết điện khu vực huyện Gia Bình Căn vào sơ đờ lưới điện khu vực hụn Gia Bình ta sẽ thớng kê các đường dây xung quanh KCN từ tính toán thiết kế cung cấp điện cho KCN sau: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công 171 XT 472 XT 471 11 10 12 Quôc lô 18 Hình 1.3: Các đường dây bao quanh khu cơng nghiệp Gia Bình  Hệ thống điện xung quanh khu công nghiệp bao gồm: - Hai lộ đường dây 22kV không (XT471, XT472) lộ đường dây 110kV (171) ngang qua khu công nghiệp - Ba trạm biến áp khu vực 22/0,4kV là: Nam Hưng, Tân Dân Tân Dân Nhìn tởng quan vào sơ đờ lưới điện khu vực ta thấy bớ trí xung quanh khu cơng nghiệp có các đường dây khơng 22kV, đờng thời cịn có đường dây 110kV ngang qua, đảm bảo cho việc cung cấp điện cách an tồn tin cậy CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI ***** SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng 2.1 Tính tốn phụ tải tởng phân nhóm phụ tải 2.1.1Tính tốn phụ tải Căn vào yêu cầu sản xuất nhà máy, ta có bảng tởng hợp cơng śt tính toán các nhà máy KCN sau: Bảng 2.1: Bảng tởng hợp cơng śt tính toán phụ tải KCN TT Tên nhà máy Cơng ty Thái Bình Dương Công ty TNHH Tân Đô Acecook Canon Việt Nam Samsung Việt Nam Shihen Technical VN Liên doanh Tiến Quốc Leadertek Thiết bị Đông Anh 10 Cơng ty khí Điện Lực 11 Cơng ty Viglacera 12 Tổ hợp chung cư thương mại Tổng công suất Ptt Qtt (kW) 2.040 1.440 2.040 1.826 2.236 2.050 1.500 1.540 2.028 2.400 2.304 2.322 23726 (kVAr) 1.264,3 1.080,0 1.264,3 1.227,1 1.326,8 1.430,9 1.322,8 1.571,1 1.627,0 2.116,6 2.220,7 1.377,8 17829,4 cosφ 0,85 0,80 0,85 0,83 0,86 0,82 0,75 0,70 0,78 0,75 0,72 0,86 Công suất (kVA) 2.400 1.800 2.400 2.200 2.600 2.500 2.000 2.200 2.600 3.200 3.200 2.700 29.800 - Phụ tải tính toáncủa tồn khu cơng nghiệp xác định theo hệ số đồng thời qua biểu thức: Trong đó: kđt- hệ sớ đờng thời lấy 0,85 Ptt ; Qtt – tổng công suất tác dụng cơng śt phản kháng tồn khu cơng nghiệp Pttkcn ; Qttkcn – tởng cơng śt phụ tải tính toán tác dụng cơng śt tính toán phản kháng tồn khu cơng nghiệp Khi đó: - Phụ tải tính toán tác dụng khu cơng nghiệp: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng - Phụ tải tính toán phản kháng khu cơng nghiệp: - Phụ tải tính toán tồn phần khu công nghiệp : Ta sẽ sử dụng các số liệu để tính toán thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải KCN 2.1.2 Phân nhóm phụ tải Vì KCN có nhiều nhà máy với cơng śt lớn Do việc tính toán thiết kế cung cấp điện xác hơn, ta chia các nhà máy nhóm phụ tải với phân bớ khu vực riêng biệt KCN bớ trí theo các phân khu Mỗi phân khu có đặc thù riêng Ở đây, ta bớ trí các phân khu theo nhóm hàng sản xuất dịch vụ như: dịch vụ, thực phẩm may mặc, điện tử, công nghiệp nhẹ, công nghiệp nặng… 2.2 Biểu đồ phụ tải điện 2.2.1 Tâm phụ tải điện Mục đích xác định tâm phụ tải điện tìm vị trí đặt TBATT TPPC nhằm giảm chi phí dây dẫn đờng thời giảm tổn thất công suất, tổn thất điện tổn thất điện áp lưới điện khu công nghiệp Tâm phụ tải điện xác định theo hệ trục toạ độ Oxyz sau: n x0  n �xi Si y0  i 1 n �S i 1 i n �yi Si z0  i 1 n �S ; i 1 i ; �z S i 1 n i �S i 1 i i Trong đó: x0, y0, z0 - tọa độ tâm phụ tải điện xi, yi, zi - tọa độ phụ tải thứ i tính theo hệ trục tọa độ Si – công suất phụ tải thứ i Thông thường để đơn giản, ta sẽ bỏ qua đến tọa độ z việc thiết kế tính toán hệ thớng cung cấp điện mà quan tâm đến tọa độ x y 2.2.2 Biểu đồ phụ tải điện SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công Nhằm xác định sơ vị trí đặt TPP hay TBA ta cần xây dựng biểu đồ phụ tải qua việc thể hiện giá trị phụ tải tính toán mặt KCN Biểu đờ phụ tải điện các vịng trịn vẽ mặt phẳng, có tâm trùng với tâm phụ tải điện, có diện tích tương ứng với cơng śt phụ tải theo tỷ lệ xích Bán kính vịng trịn biểu đờ phụ tải nhà máy thứ i xác định theo cơng thức sau: Trong đó: Si – cơng śt phụ tải tính toán tồn phần nhà máy thứ i (kVA) m – tỷ lệ xích , ta chọn m = 3kVA/mm2 Góc biểu diễn tỉ lệ phụ tải chiếu sáng: 3600.Scs  cs  Stt Trong đó: Scs – cơng śt chiếu sáng nhà máy, kVA Stt – cơng śt tính toán nhà máy, kVA Kết tính toán các thơng sớ R i αcsi biểu đồ phụ tải KCN ghi bảng sau: Bảng 2.2: Bảng tính toán thông số Ri αcsi biểu đồ phụ tải KCN T T 10 11 Tên nhà máy Cơng ty Thái Bình Dương Công ty TNHH Tân Đô Acecook Canon Việt Nam Samsung Việt Nam Shihen Technical VN Liên doanh Tiến Quốc Leadertek Thiết bị Đơng Anh Cơng ty khí Điện Lực Công ty Viglacera SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 X, Y, R, mm 105,5 111,0 140,2 70,0 28,0 68,3 26,5 65,3 105,5 140,2 28,0 mm 18,0 40,5 46,0 18,0 19,0 44,0 41,5 72,0 74,5 74,5 72,0 mm 15,96 13,82 15,96 15,28 16,61 16,29 14,57 15,28 16,61 18,43 18,43 αcs0 Stt, kVA 61,0 105,5 42,3 41,5 40,0 41,8 32,5 19,4 59,7 35,1 40,5 2.400 1.800 2.400 2.200 2.600 2.500 2.000 2.200 2.600 3.200 3.200 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp 12 Tổ hợp chung cư thương mại SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 Cung cấp điện cho khu công 138,0 13,8 16,93 160,3 HD: Th.s Phạm Anh Tuân 2.700 Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công Căn vào các thông số thể hiện bảng 2.2 ta vẽ biểu đờ phụ tải khu cơng nghiệp sau: Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải khu công nghiệp Căn vào biểu đồ phụ tải KCN, ta sẽ xác định vị trí lắp đặt TPP hay TBA cách hợp lý nhất SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 10 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công 6x5 26x29 m 0.41  30,9 46258,7 7.1.2.Xác định tham số kinh tế 1) Vốn đầu tư công trình - Tổng giá thành công trình thiết kế là: V = 46258,7.106 (đ) - Tởng giá thành có tính đến cơng lắp đặt là: V  klđ Vđ 1,1.46258, 7.106  50884, 6.10 ( ) 2) Chi phí vận hành và bảo dưỡng hàng năm Chi phí vận hành bảo dưỡng hàng năm tính hàng năm xác định cơng thức: Yom  aomD K D  aom.T KTBA Với: aom.D - hệ số vận hành đường (aom.D = 0,04) aom.T - hệ số vận hành thiết bị TBA ( aom.T = 0,1) Khi đó: Yom  aomD K D  aom.T KTBA  0, 04.8922, 7.106  0,1.37336.10  4090,5.106 ( đ ) 3) Chi phí tổn thất hàng năm 912.106 ( ) - Chi phí tổn thất đường dây 110kV TBATT: Yđ - Chi phí tởn thất đường dây 22kV các TBANM: 6 Y2  Yd  Yđ tba  261, 2.10  686,8.10  948.10 ( ) Khi đó, tởng chi phí tởn thất cung cấp điện là: 6 Ytt  Y1  Yđ  912.10  948.10  1860.10 ( ) 4) Chi phí thiệt hại điện hàng năm 4713.106 ( ) - Chi phí thiệt hại đường dây 110kV TBATT: Yđ - Chi phí thiệt hại đường dây 22kV các TBANM: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 72 Yđ 8680.106 ( ) HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Khi đó, tởng chi phí thiệt hại mất điện là: 6 Ymđ  Y1  Yđ  4713.10  8680.10  13393.10 ( ) 5)Chi phí tính tốn hành năm Chi phí tính toán hành năm xác định theo công thức: Y  atc K  Yom  Ytt  Ymđ với: atc :hệ số định mức hiệu vốn đầu tư 10 năm, atc =0,125 Khi đó: Y  0,125.50884, 6.106  4090, 5.106  1860.106  13393.106  25704,1.106 (đ ) 6)Giá thành truyền tải điện - Tổng điên khu công nghiệp tiêu thụ năm: A mua = ΔA tông + - �P max Tmax = 1.549.947+104.364.000  105.913.947(kWh) Giá thành truyền tải điện năng: β= Y 25704,1.106 = = 242,7(đ/kWh) A mua 105913947 7)Giá thành một đơn vị công suất đặt: V 50884, 6.106 gđ = =  2017,1.106 Sđ 25,2267 (đờng/MVA) 7.2Phân tích kinh tế tài 7.2.1 Sản lượng điện bán năm đầu Suất tăng phụ tải khu công nghiệp hàng năm i = 10% Ta có tởng cơng śt phụ tải KCN qua các năm sau: Trước hết ta xác định sản lượng điện bán năm đầu: Ab1 = A∑ = Ptt.TM = 20167,1.4398 =88694,9.103 (kWh) - Lượng điện tổn thất: ∆A1 =∆A(%).Ab1 = 0,015 88694,9.103= 1330,4.103(kWh) Coi % tổn thất điện tất các năm - Tổng điện mua vào năm đầu A m1  A b1  A1 = 88694,9.103+1330,4.103=90025,3.103 (kWh) SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 73 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp - Cung cấp điện cho khu công Chi phí mua điện: Cm = Am.c0m Trong đó: + c0m : Giá mua điện năm đầu lấy c0m = 1.113(đ/kWh) + t : Sớ năm tính - Doanh thu bán điện:Bb = Ab.c0b Trong đó: + c0b : Giá bán điện năm đầu lấy c0 = 1.278 (đ/kWh) + t: Sớ năm tính Vậy chi phí mua điện năm là: Cm1 = Am1.c0m =90025,3.103.1113 = 100198,2.106 (VND) - Doanh thu bán điện năm 1: Bb1 = Ab1.c0b=88694,9.103.1278 = 113352,1.106 (VND) - Chi phí vận hành bảo dưỡng: Cvh1 =4090,5.106(VND) - Chiphí khấu hao: Ckh1 = kkh.VΣ = 0,036.50884,6.106 = 1831,8.106 (VND) - Tổng chi phí khơng kể khấu hao năm thứ nhất: Cm&vh1 = Cm.1 + Cvh1 = 100198,2.106 + 4090,5.106 = 104288,7.106 (VND) - Dòng tiền trước thuế: T1.1 = Bb1 – Cm&vh1 = 113352,1.106– 104288,7.106=9063,4.106 (VND) - Lãi chịu thuế: Llt1  T1.1  Ckh = 9063,4.106-1831,8.106= 7231,6.106 (VND) - Thuế lợi tức: tlt1 = Llt1.s = 7231,6.106 0,15 = 1084,7.106 (VND) - Tởng chi phí tồn bộ: C1  Cm1  Cvh1  Ckh1  t lt.1 CΣ1= 100198,2.106+ 4090,5.106 + 1831,8.106 + 1084,7.106=107205,2.106 (VND) - Dòng tiền sau thuế: T2.1  T1.1  t lt.1 = 9063,4.106- 1084,7.106= 7978,7.106 (VND) SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 74 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp - Cung cấp điện cho khu công Hệ số quy đổi năm thứ nhất:  -  1 i t    0,1  0,9 Giá trị lợi nhuận quy hiện tại: L ht.1  T2.1.1  7978, 7.106.0,9  7253,3.106 - (VND) Tởng chi phí quy hiện tại: C1.1  107205, 2.106.0,9  97459,3.106 - (VND) Tổng doanh thu quy hiện tại: Bb1.1  113352,1.106.0,9  103047, 4.106 (VND) Tính toán tương tự cho các năm khác, kết ghi bảng sau: Bảng 7.2: Kết tính toán phân tích kinh tế tài cơng trình (106VND) t 1 10 t Ptt Ab ΔA Am (kW) 103(kWh) 103(kWh) 103(kWh) 20.167,1 20.368,8 20.776,2 21.399,4 22.255,4 23.368,2 24.770,3 26.504,2 28.624,5 31.200,7 88.694,9 89.581,9 91.373,5 94.114,7 97.879,3 102.773,2 108.939,6 116.565,4 125.890,7 137.220,8 1.330,4 1.343,7 1.370,6 1.411,7 1.468,2 1.541,6 1.634,1 1.748,5 1.888,4 2.058,3 90.025,3 90.925,6 92.744,1 95.526,4 99.347,5 104.314,8 110.573,7 118.313,9 127.779,0 139.279,1 Cm&vh 50.884,6 104.288,7 105.290,7 107.314,7 110.411,4 114.664,2 120.192,9 127.159,1 Tl -50.884,6 9.063,4 42.519,4 43.451,6 44.877,8 46.836,6 49.382,9 52.591,3 SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 Ltl 10 7.231,6 40.687,6 41.619,8 43.046,0 45.004,8 47.551,1 50.759,5 75 ttl 11 1.084,7 6.103,1 6.243,0 6.456,9 6.750,7 7.132,7 7.613,9 Cm Bb 100.198,2 101.200,2 103.224,2 106.320,9 110573,7 116.102,4 123.068,6 131.683,4 142.218,0 155.017,7 113.352,1 147.810,1 150.766,3 155.289,2 161.500,8 169.575,9 179.750,4 192.332,9 207.719,6 226.414,3 CΣ 12 107.205,2 113.225,6 115.389,4 118.700,1 123.246,8 129.157,4 136.604,8 HD: Th.s Phạm Anh Tuân T2 13 50.884,6 7.978,7 36.416,2 37.208,6 38.420,9 40.085,9 42.250,3 44.977,4 Đồ án tốt nghiệp nghiệp 10 t 10 Σ 135.773,9 146.308,5 159.108,2 β 14 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0.4 Cung cấp điện cho khu công 56.559,1 61.411,0 67.306,2 54.727,3 59.579,2 65.474,4 Lht 15 7.253,3 30.096,1 27.955,4 26.242,0 24.890,2 23.849,2 23.080,5 22.555,6 22.254,2 22163.0 8.209,1 8.936,9 9.821,2 CΣ.β 16 97.459,3 93.574,9 86.693,8 81.073,8 76.526,5 72.906,0 70.099,9 68.023,7 66.616,1 65835.8 778.809,7 145.814,8 157.077,2 170.761,1 Bb.β 17 103.047,4 122.157,1 113.272,9 106.064,6 100.279,3 95.721,2 92.240,4 89.724,7 88.093,4 87292.5 997.893,5 48.350,0 52.474,2 57.485,0 T2.βt 18 -50.884,6 7.253,3 24.872,8 15.780,1 8.361,5 3.699,8 1.366,8 421,5 108,5 23,3 4.2 11.007,0 7.2 Các tiêu để đánh giá công trình 7.2.1 Giá trị NPV Giá trị hiện NPV: 10 NPV  �T2.t  t t 0 =11007.106 (đ) 7.2.2 Tỷ số lợi ích – chi phí R B 997893,5   1, 28 C 778809, Trong : + B : Tởng doanh thu tất các năm tính + C : Tởng chi phí tất các năm tính Vậy dự án có lãi 7.2.3 Hệ số hồn vốn nội IRR  i3  (i4  i3 ) NPV3 5383,1  0,12   0, 76(%) NPV3  NPV4 5383,1  2978, SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 76 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công 7.2.4 Thời gian thu hồi vốn - Năm thứ có giá trị hiện : NPV3  �T2.t  t  2978, 4.106 (đ) t 0 - Giá trị hiện năm thứ 4: NPV4  �T2.t  t  5383,1.106 (đ) t 0 - Thời gian hồn vớn: T  tn  �T2  t 3 t 0 �T2  t  t 0 �T  t 0 t 2978,  3,36(năm) 5383,1  2978, Vậy T = 3,36 năm cơng trình sẽ thu hời vớn Bảng 7.2 Các tiêu kinh tế tài cơng trình NPV, 106đ 484,8 B/C 1,28 IRR, % 0,76 T, năm 3,56 Kết luận: Hệ thống thiết kế cung cấp điện cho khu cơng nghiệp Gia Bình đảm bảo yêu cầu tiêu kỹ thuật Bên cạnh đó, dự án mang lại hiệu kinh tế cao với tổng vốn đầu tư 50.884,6.106(đ) với thời gian thu hồi vốn 3,36 năm Căn vào bảng chi tiêu kinh tế tài bản, ta thấy dự án hoàn toàn khả thi SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 77 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công PHẦN II NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG KHU CÔNG NGHIỆP ****** Vấn đề sử dụng điện vấn đề lớn quan tâm nhà máy sản x́t, hàng năm có khoản chi phí tương đới cao cho tổn thất vận hành, quản lý công tác kiểm tra bảo dưỡng Sau giải pháp kỹ thuật quản lý để sử dụng thiết bị điện cách hiệu cho các nhà máy khu công nghiệp Giải pháp kỹ thuật 1.1 Giải pháp tiết kiệm điện cho phụ tải động lực 1) Khởi động mềm và dừng mềm Động ba pha dụng rộng rãi nhà máy, chúng có cấu trúc đơn giản,làm việc tin cậy, nhược điểm dòng khởi động lớn, gây sụt áp lưới điện Phương pháp tối ưu hiện sử dụng điều khiển điện tử để hạn chế dịng điện khởi động, dờng thời điều chỉnh tăng mơ men mở máy cách hợp lý, các chi tiết động chịu dồn nén khơng khí hơn, tăng t̉i thọ làm việc an toàn cho động 5) Những ứng dụng điển hình khởi động mềm: - Động điện cho chuyên chở vật liệu - Động bơm - Động vận hành non tải lâu dài - Động có chuyển đởi (ví dụ hộp sớ, băng tải ) - Động có quán tính lớn 6) Đặc điểm chung phương pháp khởi động mềm: Phương pháp khởi động áp dụng cần hạn chế điện áp đầu cực động cơ, tăng dần điện áp theo chu trình thích hơp để điện áp tăng tuyến tính từ giá trị xác định đến định mức Đó quá trình khởi động mềm (ramp) SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 78 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Tồn quá trình khởi động điều khiển đóng mở thyristor với vi xử lí 16 bit có các cởng vào tương ứng, tần số giữ không đổi theo điện áp lưới 7) Lợi ích việc khởi động mềm sau: - Bền vững:những thiết bị khởi động mềm thường có t̉i thọ sử dụng khá cao, đảm bảo yêu cầu bền vững lâu dài dây chuyền sản xuất; tiết kiệm không gian lắp đặt - Nhiều chức khởi động máy khởi động mềm; vận hành liên tục dừng rất phong phú - Có chức điều khiển bảo vệ:trong phận PLC thiết bị cài đặt bảo vệ, các động vận hành gặp cớ phần chuyển động động bị kẹtthì sẽ điều khiển dừng động cợ, cách tốt nhất cho động - Có phần mềm chuyên dụng kèm:gồm các phần mềm cài đặt cho PLC 2) Sử dụng thiết bị bù 8) Tự động bù công suất phản kháng để nâng cao hiệu suất bù Đồ thị phụ tải thay đổi theo giờ, ngày mà cos thay đổi theo phụ tải Do vậy, để đáp ứng thay đổi này, phải tự động hóa quá trình bù cơng śt phản kháng đạt cos thích hợp nhằm mang lại hiệu kinh tế cao Ta sử dụng tụ điệnđể bù công suất phản kháng Tụ điện có nhiều ưu điểm so với các thiết bị bù khác như: giá thành, chi phí vận hành, bảo dưỡng…thấp Nhược điểm sử dụng tụ bù thay đổi công suất không phẳng Nếu chia nhỏ công suất phản kháng, dẫn đến chia nhỏ sớ tụ, sau đóng vào lưới điện công suất phản kháng theo yêu cầu, sẽ sử dụng nhiều thiết bị đóng cắt, sơ đồ nối dây phức tạp, làm tăng giá thành lắp đặt Việc chia nhỏ công suất phản kháng cần bù , phụ thuộc vào PLC ( thiết bị điều khiển đóng cắt tự đờng tụ) Chọn hai loại PLC sau: loại đầu vào đầu loại đầu vào 12 đầu Như công suất đầu vào chia làm tụ chia thành 12 tụ, đóng tự động các tụ vào lưới đạt giá trị cos yêu cầu cài đặt PLC 9) Bù công suất phản kháng cho thiết bị chiếu sáng SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 79 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công Bộ đèn huỳnh quang 1,2m có dịng định mức 0,39A Nhưng lắp song song với đèn tụ 6mF, dòng điện 0,23A Bộ đèn huỳnh quang 0,6m có dịng định mức 0,29A Khi lắp song song với đèn thêm tụ 4mF, dòng điện 0,12A Giả sử công ty dùng N đèn Nếu có tụ bù sẽ phải trả: a(đờng)=(0,052xNxđơn giá điện), dùng theo kiểu cũ sẽ phải trả số tiền a(1+ 39,34%)(đồng) sử dụng lượng CSPK quá quy định, tương ứng cosφ=0,61 Có nghĩa lắp tụ bù, chi phí điện chiếu sáng giảm nhất 39,34% (chưa kể đến giảm điện tổn thất dây dòng giảm) Để sử dụng thiêt bi chiếu sáng cách hiệu quả, tồn bóng chiếu sáng huỳnh quang nhà máy sẽ lắp song song với mơt tụ có giá tri xác định, với loại bóng F36W-C-W-DT8 lắp nhà máy sẽ lắp song song với tụ 4mF 10)Giảm tải đỉnh nhà máy Tùy thuộc đặc thù làm việc nhà máy khu công nghiệp, ta thực hiện biện pháp khác như: tăng sản xuất, điều chỉnh lịch vận hành số động điện để không vận hành vào lúc tải đỉnh… 11) Bù công suất phản kháng cho động Việc bù công suất việc làm rất cần thiết để giảm tổn thất điện động cơ, cho toàn nha máy, thực tế hiện các nhà máy, xí nghiệp lại khơng thực hiện triệt để vấn đề Do làm thất thoát lượng điện khá lớn gây lãng phí cho nhà máy lãng phí cho ng̀n cung cấp điện Để giảm tởn thất lãng phí ta cần làm bù công suất phản kháng cho động cơ, chọn lượng công suất cần bù nhu phương pháp bù cho phù hợp Sơ đồ bù các tủ động lực sau: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 80 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Hình Sơ đờ bù các tủ động lực 3) Sử đụng máy biến tần Máy biến đổi tần số điều khiển tốc độ quay động cơ, ứng dụng rộng rãi cho các máy điện khu công nghiệp Việc lắp biến tần sẽ giúp điều khiển động cách dễ dàng hơn, giảm tổn thất điện cho động làm việc chế độ non tải không tải Cần lưu ý trước lắp đặt biến tần cần có thí điểm trước để xét hiệu việc sử dụng vốn đầu tư mua máy lớn 12) Nguyên lý hoạt động biến tần: Nguyên lý làm việc biến tần khá đơn giản Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều pha hay pha chỉnh lưu lọc thành nguồn chiều phẳng Công đoạn thực hiện chỉnh lưu cầu diode tụ điện Nhờ vậy, hệ số công suất cosφ hệ biến tần có giá trị khơng phụ thuộc vào tải có giá trị nhất 0,96 Điện áp chiều biến đổi (nghịch lưu) SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 81 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công thành điện áp xoay chiều pha đối xứng Công đoạn hiện thực hiện thơng qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cởng cách ly) phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến công nghệ vi xử lý công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung lên tới dải tần sớ siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động giảm tổn thất lõi sắt động Hinh 2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy biến tần 1.2 Giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng,điều hòa, thông gió 1) Sử dụng thiết bị tự đợng để bật tắt thiết bị theo thời gian theo ca-kip làm việc ngày Trong các tòa nhà văn phòng lớn, việc sử dụng hệ thống BMS (Building Management System) sẽ giúp cho tiết kiệm điện Hệ thống BMS tham gia trực tiếp vào quá trình điều khiển hệ thớng điều hịa thơng gió (HVAC) phải giữ cho hệ thống HVAC làm việc cách hiệu quả, đảm bảo các hoạt động hệ thống HVAC an tồn bất h́ng bất thường (kể các tình h́ng khơng dự báo trước) Hệ thớng BMS sẽ điều khiển quá trình thơng gió mức tới ưu, giảm tới thiểu mất mát nhiệt (vào mùa đông) lạnh (vào mùa hè) đờng thời đảm bảo u cầu thơng gió Việc lựa chọn chiến lược điều khiển tốt sẽ đảm bảo các yêu cầu hệ thống HVAC đồng thời giảm tải cho hệ thống làm lạnh điều hịa khơng khí dẫn tới tiết kiệm lượng điện tiêu thụ.Chiến lược cấu trúc điều khiển sẽ phụ thuộc vào cấu trúc hệ thớng thơng gió Tuy vậy, cho dù thơng gió tự nhiên (natural ventilation) hay thơng gió cưỡng (bằng thiết bị máy móc – mechanical ventilation) SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 82 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công mục tiêu loại bỏ mùi, cacbon dioxide (CO2) các ô nhiễm khác sinh người thải các hoạt động khác (như máy in, máy photocopy,…) tịa nhà Trong các yếu tớ cần loại bỏ với mơi trường văn phịng làm việc CO2 yếu tớ hệ thớng BMS cần phải khớng chế nồng độ CO2 nồng độ cho phép (thông thường 1000ppm) Điều đặc biệt hữu ích cho các khu vực có sớ lượng người làm việc thay đởi điều khiển khác (khi nhiệt độ khơng khí ngồi trời thấp nhiệt độ phịng, ban ngàynhư các hội trường, các phịng họp, phịng làm việc có thay đổi người làm việc thường xuyên Nếu kết hợp các chiến lược điều khiển khống chế nồng độ CO2 với các chiến lược, ban đêm, mùa hè, mùa đông,…) sẽ cho phép tiết kiệm rất nhiều lượng điện tiêu thụ hệ thớng điều hịa thơng gió 2) Các giải pháp loại bóng đèn tiết kiệm điện cho từng khu vực Giải pháp giải pháp thay các thiết bị chiếu sáng các thiết bị chiếu sáng có tởn thất thấp nhằm tiết kiệm lượng Trong các thiết bị chiếu sáng hiện sử dụng các bóng đèn sợi đớt có hiệu śt phát sáng thấp nhất (tởn thất cao nhất) Ngun nhân hiệu śt phát sáng thấp đèn phát sáng dựa ngun tắc đớt nóng sợi đớt nhiệt độ cao nên phần lớn điện bị biến thành nhiệt Bóng đèn sợi đớt hiện khuyến cáo khơng nên sử dụng cho mục đích chiếu sáng trừ các trường hợp có yêu cầu đặc biệt Giải pháp chiếu sáng có hiệu suất cao nhất hiện chiếu sáng sử dụng đèn LED (Light Emiting Diode) Không giống đèn sợi đốt sử dụng nguyên tắc phát sáng nhiệt độ cao đèn huỳnh quang sử dụng nguyên tắc phát sáng kích thích bột huỳnh quang tia tử ngoại, đèn LED sử dụng nguyên tắc phát sáng lớp tiếp xúc p–n chất bán dẫn nên đạt hiệu suất cao Hiệu śt phát sáng đèn loại tớt lên tới 35% Các loại đèn LED công suất cao chế tạo vào đầu kỷ XXI cho nhiều mục đích chiếu sáng khác hứa hẹn sẽ thiết bị chiếu sáng phổ biến tương lai 3) Dùng hệ thống điều kiển trung tâm để giám sát hệ thớng chiếu sáng và thơng gió, đóng mở thiết bị theo yêu cầu sử dụng SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 83 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Mặc dù có x́t hiện đèn huỳnh quang compact đèn LED nhờ ưu điểm đèn huỳnh quang dạng ớng sẽ sử dụng rộng rãi Ý tưởng phát triển các thiết bị điều khiển để nâng cao hiệu suất phát sáng dựa đặc điểm phi tuyến đèn huỳnh quang người ta tìm cách đưa chế độ hoạt động đèn mức tối ưu nhằm tiết kiệm điện kéo dài tuổi thọ đèn Khi phân tích hoạt động đèn huỳnh quang dạng ớng người ta nhận thấy tính chất đặc biệt đèn sau mồi giảm điện áp cấp vào đèn sẽ làm giảm công suất tiêu thụ cường độ phát sáng giảm khơng đáng kể Cụ thể điện áp giảm 80% điện áp định mức, cơng śt tiêu thụ sẽ giảm cịn 70% định mức cường độ sáng đèn giảm 5% (còn 95% cường độ sáng định mức), có nghĩa hiệu suất phát sáng đèn tăng lên Dựa vào tính chất đặc biệt người ta chế tạo các tiết kiệm điện sử dụng cho đèn huỳnh quang.Bộ điều khiển sẽ thực hiện việc giảm công suất tiêu thụ đèn sau đèn mời xong.Có các tiêu chuẩn chế tạo cho 10, 20 50 đèn công suất 40W.Nhược điểm lớn nhất phương pháp tiết kiệm điện cho đèn huỳnh quang dùng điều khiển hệ thống đèn phải cấp điện riêng SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 84 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tớt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu cơng Hình 3: Hệ thống điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng 4) Bố trí cửa tự động tại vị trí công cộng nhàm giảm tổn thất nhiệt đối với khu vực có điều hòa Trong nhà máy gờm phân xưởng có phận làm lạnh phân xưởng có có phận làm nóng, để giảm tổn thất nhiệt cho phận cần lắp thêm các cửa tự động, thường xuyên kiểm tra thành lị đường ớng dẫn nhiệt để đảm bảo khơng có dị gỉ nhiệt ngồi 2.2 Giải pháp về quản lí Thực tế chứng minh các yếu tớ công nghệ giúp giảm tổn thất phần nhất định đó.Ngồi lượng tởn thất lượng phụ thuộc rất nhiều vào ý thức trách nhiệm nhân viên, người vận hành Có thể áp dụng số giải pháp sau vào quản lý việc sử dụng điện: SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 85 HD: Th.s Phạm Anh Tuân Đồ án tốt nghiệp nghiệp Cung cấp điện cho khu công 1) Thường xuyên tổ chức tập huấn tuyên truyền thực hiện tiết kiệm điện, nâng cao nhận thức cho người lao động Quy định thời gian đóng ngắt cho các thiết bị quạt điện, đèn chiếu sáng hết ca, ăn trưa 2) Thực hiện giao khoán định mức sử dụng điện cho phân xưởng, công việc làm sau nhà máy vào hoạt động ổn định có bảng theo dõi lượng cơng śt tiêu thụ ứng với mội phân xưởng thời gian cố định Trong biện pháp này, đới với phân xưởng có các ca làm việc khác nhau, cần phải thường xuyên kiểm tra, giám sát, tuyên truyền cho thành viên ca làm việc.Giao nhiệm vụ cho tổ trưởng, ca trưởng làm nhiệm vụ này.Mục đích làm cho người tham gia sản xuất ca có ý thức tiết kiệm điện ý thức phải thường trực cá nhân 3) Có chế độ thưởng, phạt cho các phân xưởng, đơn vị có thành tích tiết kiệm điện đạt, vượt tiêu các phân xưởng chưa đạt tiêu SV: Trần Văn Hiệp – Đ3H3 86 HD: Th.s Phạm Anh Tuân ... khu cơng nghiệp Pttkcn ; Qttkcn – tởng cơng śt phụ tải tính toán tác dụng cơng śt tính toán phản kháng tồn khu cơng nghiệp Khi đó: - Phụ tải tính toán tác dụng khu công nghiệp: SV:... phụ tải KCN 2.1.2 Phân nhóm phụ tải Vì KCN có nhiều nhà máy với cơng śt lớn Do việc tính toán thiết kế cung cấp điện xác hơn, ta chia các nhà máy nhóm phụ tải với phân bớ khu vực riêng... XT472 1) Chọn công suất trạm biến áp Các nhà máy KCN phụ tải quan trọng với phụ tải tính toán KCN kể đến phát triển phụ tải 10 năm tới là: Sttkcn = 25.226,7kVA Trong trường hợp tổng quát