3.2.1- Nguyờn tắc phõn bố cỏc thiết bị đúng cắt phõn phối tự động RMS.
- Lắp tại cỏc trạm phõn phối xõy trong nhà thay thế cho cỏc thiết bị đúng cắt cũ của trở lờn. Đối với một số khu vực đặc biệt quan trọng, khoảng cỏch giữa cỏc trạm lắp RMS tự động cú thể là 2 trạm.
- Trong tương lai, phõn vựng giữa 2 trạm lắp RMS tự động sẽ trong khoảng 3 đến 5 trạm phõn phối. Để làm được việc này, Cụng ty điện lực Phổ Yờn sẽ tiến hành từng bước thay thế cỏc trạm treo trong lưới cỏc ngầm đó trở lờn khụng phự hợp bằng cỏc trạm mới như trạm xõy trong nhà, trạm compact, trạm 1 cột. Đõy là cỏc dạng trạm cú thể lắp đặt được cỏc RMS tự động.
3.2.2- Khối lượng ỏp dụng DAS trong hệ thống cỏp ngầm.1- Cỏc lộ 22kV sau trạm giỏm (E6.7). 1- Cỏc lộ 22kV sau trạm giỏm (E6.7).
Cỏc lộ này chủ yếu cấp điện cho Nam Phổ Yờn là nơi cú nhiều phụ tải quan trọng. Do vậy, việc lắp đặt hệ thống DAS sẽ thực hiện trờn 03 lộ 22kV sau trạm trung gian. Cụ thể như sau:
- Lộ 473E6.7: Cấp điện cho cỏc xó Nam phổ Yờn như Thuận Thành, Trung Thành. - Lộ 476E6.7: Cấp điện cho xó Tõn Hương, Cầu Sơn.
- Lộ 474E6.7: Cấp điện cho xó Tảo Địch, Tõn Phỳ.
3.3 Tớnh toỏn lắp đặt thử nghiệm hệ thống tự động phõn phối cho lộ đường dõy 473E6.7Cỏc vị trớ lắp đặt cỏc thiết bị như sau: Cỏc vị trớ lắp đặt cỏc thiết bị như sau:
Tại vị trớ cột 05 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 bộ DCLTĐ Tại vị trớ cột 56 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 bộ DCLTĐ Tại vị trớ cột 62 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 bộ DCLTĐ Tại vị trớ cột 02 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 bộ DCLTĐ Tại cột 34 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 Autorecloser Tại cột 10 đường dõy 473- E6.7: Lắp 01 Autorecloser Với cỏc vị trớ lắp đặt như trờn ta cú cỏc phõn đoạn sau:
Phõn đoạn 2 từ cột 2 đến cột 62.
Phõn đoạn 3 từ cột 62 đến cột 14 nhỏnh rẽ đi TBA Cẩm Trà.
Phõn đoạn 4 từ cột 56 đến cột 34’ đường dõy 472- E6.7(trong phõn đoạn đang cú 01 dao cỏch ly lắp tại cột 46).
Cụng suất trung bỡnh và chiều dài cỏc phõn đoạn thuộc lộ 473-E6.7
Phõn đoạn Cụng suất trung bỡnh (kW) Chiều dài (km)
1 2195.211 13.07
2 1092.884 5.15
3 883.547 7.42
Sơ đồ 1sợi đường dõy mạch vũng 473-E6.7 khi chưa lắp đặt Autorecloser và DCLTĐ (hiện trạng)
3.4 Nhận xột hệ thống tự động phõn phối cho lộ đường dõy cỏp ngầm473E6.7
Do lộ này cú phạm vi cung cấp điện rộng, cỏc phụ tải cú tớnh chất quan trọng. Khi thời điểm chưa lắp đặt DAS- khi cú sự cố, bộ phận thao tỏc phải thực hiện cỏc việc sau:
1.Đến khu vực mất điện 2.Tỡm vựng sự cố trờn lưới.
3.Cụ lập vựng sự cố và khụi phục cấp điện trở lại cho lưới điện.
Cỏc việc trờn do người vận hành đến tận cỏc điểm sự cố để thao tỏc. Thời gian ngừng cấp điện do sự cố theo thống kờ hàng năm tớnh trung bỡnh như khi chưa lắp đặt hệ thống DAS:
Thời gian để khắc phục sự cố khoảng T= 1,8h/vụ = 108phỳt/vụ.
Khi ỏp dụng hệ thống DAS – việc phỏt hiện, cỏch ly sự cố và phục hồi cấp điện cho phần khụng bị sự cố được thực hiện tự động. Thời gian tự động xử phõn vựng sự cố của đường trục trong khoảng 1 phỳt.
Nếu tớnh cả thời gian người vận hành kiểm tra tớn hiệu trờn mỏy tớnh lấy thời gian tối đa là: 2 phỳt. Thời gian tiết kiệm được khi ứng dụng DAS- phỳt/ vụ.
Đường trục Hiện tại (s) Khi ỏp dụng
DAS (s)
Thời gian tiết kiệm (s)
Thời gian so sỏnh
473E6.7 108 2 106 98%
Tớnh toỏn sản lượng điện năng bỏn được do lắp đặt DAS.
Phõn lộ 473E6.7 thành 4 phõn vựng, sự cố xảy ra ở phõn vựng thứ 3
Phõn vựng lộ 473E6.7
Cụng suất tải trờn 1 phõn vựng được tớnh trong bảng sau: Số mỏy BA/1lộ Số RMS/1lộ Cụng suất Tb/1lộ Số phõn vựng Cụng suất đặt/1 phõn vựng Hệ số tải Cụng suất tải/ 1 phõna vựng(KVA) Cụng suất tải/ 1 phõn vựng (KW) a b c d e =c f = d/e g h =f x g i =h * 0,85 (cos sФtb =0,85) Lộ 473E6.7 15 4 12,157 4 3,039 0,40 1,216 1,033 MC Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Điểm nối vòng
của mỗi lần sự cố khi lắp đặt DAS được tớnh như sau: P tải (KW) T trước (phỳt) T cú DAS (Phỳt) Δt (Phỳt) Điện năng tiết kiệm/ 1 vụ 1 lộ (KWh) Vựng 1 1,033 78 2 76 1286.93 Vựng 2 1,033 108 2 106 1794.93 Vựng 3 1,033 0.00 Vựng 4 1,033 108 2 106 1794.93 Tổng 4132 4876,79 - Thời gian xử lý một sự cố: 1.8h - Số vụ sự cố/1 lộ năm: 1.96 vụ - Sản lượng điện tiết kiệm được trong 1 năm 9,558.51kWh
( = số vụ x điện năng tiết kiệm TB của 1 vụ trờn 1 lộ)
Sau khi lắp đặt hệ thống DAS cho lộ đường dõy 473E6.7 lưới điện Làm việc tin cậy. Việc phỏt hiện sự cố và thao tỏc chuyển đổi nguồn khi cụng tỏc hoặc khi sự cố nhanh gọn, dễ thao tỏc, giảm được thời gian mất điện của cỏc phụ tải liờn quan, tăng được sản lượng điện năng do thời gian mất điện giảm. Do đú việc ứng dụng DAS trờn lưới điện huyện Phổ Yờn là rất cần thiết.
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH TÀI CHÍNH - KINH TẾ 4.1 Phương phỏp luận:
Như trờn ta đó biết việc ỏp dụng hệ thống DAS đem lại cỏc hiệu quả chớnh như sau:
4.1.1: Giảm thời gian ngừng cung cấp điện do sự cố.
Hiện tại – khi cú sự cố, bộ phận thao tỏc phải thực hiện cỏc việc sau: + Đến khu vực mất điện.
+ Tỡm vựng sự cố trờn lưới.
+ Cụ lập vựng sự cố và khụi phục cấp điện trở lại cho lưới điện.
Cỏc việc trờn do người vận hành thao tỏc. Thời gian ngừng cấp điện do sự cố theo thống kờ hàng năm tớnh trung bỡnh ( xem chương 1) như sau:
- Đối với đường dõy trờn khụng: T = 2,55h/ vụ = 153 phỳt / vụ. - Đối với đường cỏp ngầm : T = 1,80 h/ vụ = 108 phỳt / vụ.
Khi ỏp dụng hệ thống DAS – việc phỏt hiện, cỏch ly sự cố và phục hồi cấp điện cho phần khụng bị sự cố được thực hiện tự động. Thời gian tự động xử lý sự cố của cỏc đường trục trong khoảng 1 phỳt.
Nếu tớnh cả thời gian người vận hành kiểm tra tớn hiệu trờn mỏy tớnh nờn lấy thời gian tối đa là : 2 phỳt / trục cỏp ngầm và 3 phỳt / DDK ( vỡ cú số phõn vựng lớn)
Thời gian tiết kiệm được khi ứng dụng DAS - phỳt / vụ. Loại đường
trục Hiện tại Khi ỏp dụng DAS Thời gian tiết kiệm Thời gian so sỏnh
Cỏp ngầm 108 2 106 98%
Đ DK 153 3 150 98%
4.1.2: Tiết kiệm sản lượng điện năng khụng bỏn được do sự cố mất điện.Đối với đường cỏp ngầm: Đối với đường cỏp ngầm:
- Lượng điện năng tiết kiệm được tớnh cho 1 lần sự cố của 1 đường trục là: 4876,8 kWh. ( phụ lục 4-1,4-2 ).
- Sản lượng điện tiết kiệm tớnh cho 8 đường trục trong năm đầu tiờn ứng dụng DAS là:
08 (lộ) x 1,96 (sự cố/1 lộ,năm) x 4876,8 kWh ≈ 76,468.224 kWh Đối với đường dõy trờn khụng:
- Lượng điện năng tiết kiệm được tớnh cho một lần sự cố của một đường trục là: 2.606,5 kWh (phụ lục 4-3,4-4)
- Sản lượng điện tiết kiệm tớnh cho 3 đường trục trong năm đầu tiờn ứng dụng DAS là:
03 (lộ) x 3,15 (sự cố / 1 lộ,năm) x 2.606,5 kWh ≈ 24,631.425 kWh. Tổng điện năng tiết kiệm được do giảm thời gian sử lý sự cố là:
76,468.224 kWh + 24,631.425 kWh = 101,099.65 kWh
tối ưu cỏc chế độ của hệ thống điện.
Cú được điều này là vỡ dự ỏn DAS sẽ trang bị cỏc thiết bị đúng cắt tự động, cú thể điều khiển trong thời gian thực, kịp thay đổi phự hợp với cỏc biến động phụ tải trờn lưới điện trong chế độ xỏc lập.
Điều này khụng thể thực hiện được khi trờn lưới chỉ cú cỏc thiết bị vận hành bằng tay.
Thụng thường, trong đường trục mạch vũng đơn, hệ số tải đường trục là 50%, 50% cũn lại để dự phũng sự cố đường dõy phõn phối.
Khi tăng số mạch vũng trờn một trục, kết hợp với việc điều khiển tối ưu trào lưu cụng suất phụ tải trờn từng đường dõy tự động bằng mỏy tớnh (DAS), cú thể tăng được hệ số tải của đường trục.
Trong hỡnh 4-1, xem xột hệ số tải của đường trục gồm 5 phõn vựng S1- S2 -...- S5 trong cỏc trường hợp số điểm nối mạch vũng trờn đường trục được tăng dần lờn từ 1 lờn 2 và 3 điểm.
Giả thiết
- Cụng suất của phụ tải trong từng phõn vựng của đường trục là tương đương nhau. - Tải cỏc đường dõy phõn phối khỏc sẵn sàng cấp cho phõn vựng bị sự cố qua điểm
mạch vũng là cú khả năng như nhau. (1)Tỏc dụng của số điểm đấu vũng
Khi cú sự cố trờn lưới, mỗi đường trục khụng bị sự cố ngoài việc cấp điện cho phụ tải của mỡnh, phải tải thờm dũng điện (If) để cấp cho đường dõy bị sự cố.
Trong trường hợp tải của đường trục bằng dũng điện định mức (In), dũng điện cực đại (Imax) của đường trục là:
Imax = In + If ...(1) Tỉ số của In và Imax như sau:
In / Imax = In / (In + If) ...(2)
Giả sử Ln là số lượng điểm nối mạch vũng, dũng điện đỏp ứng tại thời điểm sự cố (If) và dũng điện ban đầu (In) là:
If = In / Ln ...(3)
Tương quan giữa dũng điện ban đầu và dũng điện tải cực đại (2) là: In / Imax = Ln / (Ln + 1) ...(4)
(2)Tỏc dụng của số lượng vựng
Xột đường trục được chia thành Sn phõn vựng cú cụng suất phụ tải trong từng vựng tương đương nhau. Số lượng phõn vựng càng nhiều thỡ cụng suất phụ tải của mỗi vựng càng nhỏ - dũng điện cần hỗ trợ từ mạch vũng khỏc khi phõn vựng đú bị sự cố If càng nhỏ.
Khả năng truyền tải của một đường trục được chia làm 2 phần:
-Phần 1: là khả năng tải của đường trục cấp điện cho phụ tải của chớnh nú.
-Phần 2: là khả năng tải của đường trục cần dự phũng để hỗ chợ cho mạch khỏc khi sự cố.
Theo số liệu tớnh toỏn của chuyờn gia Nhật Bản, hệ số phụ tải cú thể tăng được đến khoảng 70%, thậm chớ nếu ỏp dụng điều khiển tự động bằng mỏy tớnh mức độ cao, cú thể tăng hệ số phụ tải lờn quóng 80%.
Bảng 4-1: Tăng tải bởi số mạch vũng Ln và số vựng Ls
Ln 1 2 3 4 3 3 3 3 3
Sn 5 5 5 5 1 2 3 4 5
In/Imax 44% 62% 71% 76% 0% 60% 67% 69% 71%
Hiện tại lưới điờn Phổ Yờn chủ yếu thực hiện 1 lộ cú 1 điểm nối vũng. Tương lai đến 2015, sau khi cỏc lộ lắp DAS đều vận hành 22kV, cỏc lộ này sẽ được cải tạo để tăng số điểm nối liờn thụng lờn là 2 điểm / 1lộ.
Trong phần tớnh hiệu quả kinh tế do khả năng tải của mỗi đường trục sẽ tăng lờn – lấy giỏ trị tỷ lệ In/Imax ở mức 62%. Giỏ trị tăng khả năng tải so với mức dự phũng 50% là:
62% - 50% = 12%
Hiệu quả kinh tế của việc tăng khả năng tải lờn 12% được ước tớnh như sau: LỢI NHUẬN TĂNG KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƯỚI (Triệu đồng).
Năm Doanh thu điện Lợi nhuận KD
điện Tỷ lệ lợi nhuận% 2005 270.981,22 12.089,8 4,5 2006 320.391,87 10.223,95 3,2 2007 397.754,16 7.923,6 2,1 2008 401.234,12 8.245,5 2,1 2009 415.567,6 9.017,6 2,2 2010 427.600,1 9.673,38 2,3 2011 470.882,07 10.657,52 2,3
Bỡnh quõn tỷ lệ lợi nhuận: 2,67
Phạm vi ứng dụng DAS trờn lưới là: 40%
- Doanh thu điện 1 năm tớnh cho năm thứ 3 ứng dụng DAS với tỷ lệ tăng doanh thu là 15% năm: 682.799 triệu đồng.
- Doanh thu điện ước tớnh cho khu vực ứng dụng DAS tại năm thứ 3 là: 273.111,6 triệu đồng.
4.1.4: Giảm tổn thất điện năng.
Hệ thống DAS điều khiển vận hành lưới điện theo thời gian thực nờn cho phộp vận hành tối ưu hệ thống điện. Bờn cạnh việc tăng khả năng tải, do tổn thất trờn lưới cũng được cải thiện.
Theo số liệu bỏo cỏo tổng kết cụng tỏc hàng năm của Điện lực Phổ Yờn, tổn thất của lưới điện như sau:
Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Tổn thất (%) 12,27 10,25 8,25 7,19 6,84 6,05 5,86 So sỏnh (%) - -2,02 -2,00 -1,06 -0,35 -0,33 -0,28
Những năm 2006 đến 2011 cú tỷ lệ tổn thất giảm so với năm trước là do việc đầu tư cho lưới trung thế được triển khai với khối lượng lớn theo dự ỏn cải tạo lưới điện ADB.
Hiện nay, tổn thất kỹ thuật của lưới trung thế khoảng 3%. Ước tớnh sau khi ỏp dụng DAS, tổn thất lưới trung thế tại khu vực này sẽ giảm khoảng 10%. Như vậy, tớnh theo tổn thất chung cho toàn lưới tại khu vực ỏp dụng DAS là:
3% x 10% = 0,3%. 4.1.5: Giảm chi phớ quản lý vận hành O&M.
Việc ỏp dụng DAS là ứng dụng cụng nghệ tiờn tiến trong quản lý vận hành lưới điện tất yếu dẫn đến giảm cụng nhõn và rỳt ngắn thời gian thực hiện cụng việc so với hiện nay ở cỏc việc sau. Do đú sẽ giảm được chi phớ quản lý vận hành.
Việc xỏc định hiệu quả kinh tế ước tớnh tiết kiệm theo chi phớ tiền lương, tiền ăn ca và bảo hiểm xó hội- y tế theo số liệu tổng kết năm 2011 của điện lực Phổ Yờn tương ứng với phạm vi đặt DAS chiếm khoảng 40% như sau:
-Chi phớ tiền lương 10.084 Triệu đồng
-Tiền ăn ca 1.386 Triệu đồng
-BHXH, BHYT, KPCĐ 605 Triệu đồng
Tổng cộng 12.075 Triệu đồng
Nếu xột chi phớ O&M cho cỏc khu vực là đồng đều nhau thỡ tổng chi phớ O&M của phạm vi lắp đặt DAS là:
12.075 Triệu đồng x 40% = 4.830 Triệu đồng.
Giả thiết là lắp đặt DAS, giảm được 20% chi phớ O&M. Chi phớ tiết kiệm được là: 4.830 triệu đồng x 20% = 966 triệu đồng
4.1.6: Thu hồi được tủ RMU chuyển sang dự ỏn khỏc của Phổ Yờn.
Do lắp đặt thiết bị DAS thay thế một số vị trớ tủ RMU trong lưới cỏp ngầm. Số lượng tư RMU thu hồi được sẽ chuyển sang cỏc dự ỏn cải tạo và xõy dựng mới lưới điện.
Theo số lượng tớnh toỏn, số lượng RMU được thu hồi là 31 tủ- tương đương với số lượng mà Cụng ty Điện lực Phổ Yờn cần sử dụng thờm trong khoảng một năm. Giỏ trị thiết bị thu hồi ước tớnh bằng 85% thiết bị mới, với giỏ tạm tớnh 7.200USD/tủ được tớnh như sau:
25 tủ x 7.200 USD/ tủ x 21.000 đ/ USD x 85% = 3.213 triệu đồng 4.2 Phương phỏp phõn tớch:
Cụng trỡnh được tiến hành phõn tớch tài chớnh, kinh tế theo phương phỏp của tổ chức phỏt triển thế giới (UNIDO), với cỏc tiờu chuẩn sau:
1. Tỷ suất hoàn vốn nội tại (IRR) là suất lợi tức mà tại đú dũng hiệu ớch (B) và chi phớ (C) bằng nhau trong suốt quỏ trỡnh dự ỏn.
NPV = Trong đú:
Bt: Tổng dũng hiệu ớch năm thứ t. Ct: Tổng dũng chi phớ năm thứ t. n : Đời sống kinh tế cụng trỡnh. i : Tỷ suất tớnh toỏn IRR
2. Giỏ trị lợi nhuận rũng hiện tại NPV là tổng hiệu số giữa dũng hiệu ớch và chi phớ đó được chiết khấu với tỉ lệ chiết khấu cho trước. Cụng trỡnh được coi là hiệu quả nếu NPV>0.
3. Tỷ suất lợi nhuận rũng: Là tỷ số giữa NPV với vốn đầu tư qui đổi. Cụng trỡnh được coi là hiệu quả khi tỷ suất này >0.
4. Tỷ số hiệu ớch – chi phớ B/C: Là tỷ số giữa dũng hiệu ớch và dũng chi phớ trong suốt đời sống kinh tế dự ỏn với tỷ suất chiết khấu cho trước. Cụng trỡnh được coi là hiệu quả khi tỷ suất này >0.
5. Thời gian hoàn vốn: Đối với phõn tớch tài chớnh, cần phải xỏc định lịch trỡnh và