7 Px sửa chữa cơ khớ 15 108.56 161.8 61 45 1.31 49.
4.4 :TÍNH TOÁN KINH TẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
CAO ÁP
Do nhà mỏy thuộc hộ dựng điện loại I nờn đường dõy từ lưới điện tới TBATG (hay TPPTT) của nhà mỏy sẽ dựng dõy lộ kộp
Do tớnh chất quan trọng của cỏc phõn xưởng nờn trong mạng cao ỏp ta sử dụng sơ đồ hỡnh tia ,lộ kộp để truyền tải điện .Sơ đồ này cú ưu điểm là rừ ràng ,cỏc trạm biến ỏp đều được cấp điện từ một đường dõy riờng lờn it ảnh hưởng tới nhau .độ tin cậy của lưới tương đối cao .dễ dàng vận hành và sửa chữa
Để đảm bảo mĩ quan và an toàn cho lưới điện cao ỏp của nhà mỏy được đặt trong cỏc hào cỏp xõy dựng dọc cỏc trục đường giao thụng nội bộ của nhà mỏy
Từ trờn ta cú thể chọn 4 phương phỏp sau
4.4 :TÍNH TOÁN KINH TẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN ĐIỆN
Để so sỏnh lựa chọn phương ỏn hợp lý ta sử dụng hàm chi phớ Z ,ở đõy ta chỉ xột những phần khỏc nhau
Z=(avn +atc)*K +3I2
max*R*τ *c →min Trong đú
avh hệ số vận hành lấy avh=0.1 atc hệ số tiờu chuẩn lấy atc=0.2
K vốn đầu tư cho trạm biến ỏp và đường dõy Imax dũng điện lớn nhất chạy qua dõy dẫn
R điện trở của đường dõy
τ thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất
C giỏ tiền 1kWh tổn thất điện năng c=1000 đ/kWh
4.4.1 :PHƯƠNG ÁN 1:6 6 7 5 4 3 9 8 1 2 B7 B1 B6 B3 TBATG B4 B5 B2
SƠ ĐỒ ĐI DÂY PHƯƠNG ÁN 1
Sử dụng trạm biến ỏp trung gian nhận điện ỏp 35 kV từ hệ thống sau đú hạ xuống điện ỏp 10 kV cấp điện cho cỏc trạm biến ỏp phõn xưởng. Trong đú cỏc trạm B1,B2,B3,B4,B5 hạ từ điện ỏp 10kV xuống điện ỏp 0.4kV cũn trạm biến ỏp B6,B7 hạ từ điện ỏp 10kV xuống điện ỏp 3kV cấp điện cho cỏc phõn xưởng
1.Chọn mỏy biến ỏp phõn xưởng và xỏc định cỏc tổn thất điện năng trong cỏc trạm(∆A) :
Ta cú kết quả chọn cỏc mỏy biến ỏp phõn xưởng Tờn TBA S dm (kVA) Uc/Uh ∆P o (kW) ∆P n (kW) U n(%) Io(%) Số
mỏy Đơn giỏ (106đ) Thành tiền (106đ) TBATG 10000 35/10 14.4 63 8 0.6 2 700.8 1401.6 B1 2500 10/0.4 3.3 20.5 6 0.98 2 254.8 509.6 B2 2500 1./0.4 3.3 20.5 6 0.98 2 254.8 509.6 B3 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68 B4 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68 B5 2000 10./0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68 B6 2000 10/3 2.72 17.6 6 0.8 2 230.96 461.92 B7 2000 10/3 2.72 17.6 6 0.8 2 230.96 461.92
Tổng vốn đầu tư trạm biến ỏp Kb =4567.68*106 đ Xỏc định tổn thất điện năng trong cỏc TBA
Tổn thất điện năng trong cỏc TBA được xỏc định theo cụng thức : ∆A=n*∆Po* t +1*
n ∆Pn*SdmbStt ữ
2 * τ Trong đú
n số mỏy biến ỏp ghộp song song
t thời gian vận hành MBA với MBA vận hành suốt năm nờn lấy t=8760 h
τ thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất với τ =f( Tmax ) Theo cụng thức kinh nghiệm cú
τ =(0.124+10-4*Tmax)*8760 h
∆Po ,∆Pn tổn thất cụng suất của MBA lỳc khụng tải và lỳc cú tải Stt cụng suất tớnh toỏn của TBA
Ta cú bảng kết quả tớnh toỏn Tờn TBA Số mỏy Stt(kVA) Sdmb
(kVA) ∆Po(kW) ∆Pn(kW) ∆A(kWh) TBATG 2 19804.91 10000 14.4 63 743908.8 B1 2 4830 2500 3.3 20.5 210050 B2 2 4172 2500 3.3 20.5 171397.2 B3 2 3802 2000 2.7 18.4 179593.7 B4 2 3723 2000 2.7 18.4 174153.23 B5 2 2903.8 2000 2.7 18.4 124471.6 B6 2 2500 2000 2.72 17.6 102365.65 B7 2 3975 2000 2.72 17.6 185970
tổng tổn thất điện năng trong cỏc trạm biến ỏp ∑ ∆AB =1891910 kWh
2. Chọn dõy dẫn, xỏc định tổn thất cụng suất, tổn thất điện năng trong mạng điện
Trong mạng điện trung ỏp của nhà mỏy ,do khoảng cỏch từ trạm biến ỏp trung gian (trạm phõn phối trung tõm )tới cỏc trạm biến ỏp phõn xưởng là ngắn nờn ta chọn tiết diện dõy dẫn theo Jkt
*Chọn cỏp từ trạm biến ỏp trung gian tới trạm biến ỏp phõn xưởng
Đối với nhà mỏy luyện kim đen do làm việc 3 ca ,thời gian sử dung cụng suất lớn nhất là 5500h ,cỏp chọn là cỏp lừi đồng
Tra bảng ta được Jkt=2,7 A/mm2 Tiết diện kinh tộ của cỏp Fkt=Imax
Jkt mm2
Cỏp từ TBATG tới cỏc TBAPX là cỏp lộ kộp nờn Imax=
2* 3 *
Sttpx Udm
Căn cứ vào trị số của Fkt tớnh được ,tra bảng lựa chọn tiết diện dõy dẫn chuẩn gần nhất
Kiểm tra tiết diện dõy cỏp đó chọn theo điều kiện phỏt núng Khc*Icp≥ Isc
Isc Dũng điện xảy ra khi sự cố nghiờm trọng là đứt 1 cỏp Isc=2Imax Khc=K1*K2 hệ số hiệu chỉnh
K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1=1
K2 Hệ số hiệu chỉnh khi tớnh tới số đường dõy cựng đặt chung trong cung một rónh,cỏc rónh đều đặt 2 cỏp ,khoảng cỏch giữa cỏc sợi cỏp là 300mm .
Tra bảng phụ lục ta cú K2=0.93
Do khoảng cỏch từ TBATG tới cỏc TBAPX là ngắn nờn ta khụng kiểm tra theo tổn thất điện ỏp
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B1 Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 4830 139.43( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 139.43 51.64
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tiờu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≤ 2*Isc=2*139.43=278.86
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 120 mm2 cú Icp=330 A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp =0,93*330 =306.9≥ Isc=2*Imax=2*139.43=278.86 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 120 mm2 →2XLPE(3ì120)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B2
Imax= 4172 120.43( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 120.43 44.6
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tiờu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≤ 2*Isc=2*120.43=240.86
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 95 mm2 cú Icp=300 A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp =0,93*300 =279≥ Isc=2*Imax=2*120.43=240.86 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 95mm2 →2XLPE(3ì95)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B3
Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 3802 109.75( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 109.75 40.65
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tiờu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≤ 2*Isc=2*109.75=219.5
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 70 mm2 cú Icp=245 A
0.93*Icp =0,93*245 =227.85≥ Isc=2*Imax=2*109.75=219.5 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 70 mm2 →2XLPE(3ì70)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B4
Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 3723 107.47( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 107.47 39.8
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tiờu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≤ 2*Isc=2*107.47=214.94
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 70 mm2 cú Icp=245 A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp =0,93*245 =227.45≥ Isc=2*Imax=2*107.47=214.94 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 70 mm2 →2XLPE(3ì70)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B5
Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 2903.8 83.8( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 83.8 31
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tiờu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≥ 2*Isc=2*83.8=167.6
Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 50 mm2 →2XLPE(3ì50)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B6
Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 2500 72.17( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 72.17 26.73
2.7
ax
Jkt = = mm2
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tieu chuẩn gần nhất là 25 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =140A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*140=130.2≤ 2*Isc=2*72.17=144.34
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 35 mm2 cú Icp=170 A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp =0,93*170 =158.1≥ Isc=2*Imax=2*72.17=144.34 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 35 mm2 →2XLPE(3ì35)
> Chọn cỏp từ TBATG tới TBAPX B7
Dũng điện cực đại qua cỏp
Imax= 3975 114.75( )
2* 3 * 2* 3 *10
Stt
A
Udm= =
Tiết diện kinh tế của cỏp Fkt=Im 114.75 42.5
2.7
ax
Tra bảng phụ lục chọn cỏp tieu chuẩn gần nhất là50 mm2 ,cỏp đồng 3 lừi ,cỏch điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp=0.93*200=186≤Isc= 2*Imax=2*114.75=229.5
Do cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện phỏt núng nờn ta tăng kớch thước của cỏp lờn 95 mm2 cú Icp=290 A
Kiểm tra theo điều kiện phỏt núng
0.93*Icp =0,93*290 =269.7≥ Isc=2*Imax=2*114.75=229.5 Vậy chọn cỏp XLPE cú tiết diện 95 mm2 →2XLPE(3ì95)
*Chọn cỏp hạ ỏp
Để đỏnh giỏ cỏc phương ỏn với nhau ta chi quan tõm những đoạn dõy hạ ỏp khỏc nhau giữa cỏc phương ỏn
Với phương ỏn 1 ta xột đoạn cỏp từ TBAPX B5 tới cỏc phõn xưởng tụn,phõn xưởng sửa chữa cơ khớ ,trạm bơm
Cỏp hạ ỏp được chọn theo điều kiện phỏt núng cho phộp Icp
>Cỏp từ B5 tới phõn xưởng tụn (dựng lộ kộp) Imax= 1911 1451.7( ) 2* 3 * 2* 3 *0.38 Sttpx A Udm = = Điều kiện chọn cỏp
K1*K2 *Icp≥Isc=2*I max =2*1451.7 →Icp≥
( )I 2*1451.7 I 2*1451.7 3584.4 1* 2 1*0.81 sc A K K = =
Do dũng điện tải rất lớn 1451.7 A nờn ta mỗi pha 3 cỏp đồng hạ ỏp1 lừi tiết diện F=800mm2 với Icp=1246A và 1 cỏp cỏp đồng hạ ỏp tiết diện F =800mm2làm dõy trung tớnh do hóng LENS chế tạo
Khi đú hệ số hiệu chỉnh là K2=0.81
Imax= 161.8 123.( )2* 3 * 2* 3 *0.38 2* 3 * 2* 3 *0.38 Sttpx A Udm = = Điều kiện chọn cỏp
K1*K2 *Icp≥Isc=2*I max =2*123 →Icp≥ I 2*123 226.32( )
1* 2 1*0.92
sc
A
K K = =
Chọn cỏp đồng hạ ỏp 4 lừi cỏch điện bằng PVC do hóng LENS chế tạo cú kớch thước (3*150+70) với Icp=300A
>Cỏp từ B5 tới trạm bơm Imax= 831 631.28( ) 2* 3 * 2* 3 *0.38 Sttpx A Udm = = Điều kiện chọn cỏp
K1*K2 *Icp≥Isc=2*I max =2*631.28 →Icp≥
( )I 2*631.28 I 2*631.28 1558.7 1* 2 1*0.81 sc A K K = =
Ta sử dụng mỗi pha 3 cỏp đồng hạ ỏp 1 lừi tiết diện 300mm2 cú Icp=565 A/cỏp và 1 cỏp hạ ỏp cú tiết diện F=300mm2 làm dõy trung tớnh ,khi đú K2=0.81 dõy do hóng LENS chế tạo
Kết quả chọn cỏp cao ỏp và hạ ỏp của phương ỏn I
Đường cỏp F(mm2) L
(m) (Ω/km)Ro R(Ω) (10Đơn giỏ3đ/m) Thành tiền(103)
TBATG-B1 2*(3ì120) 135 0.196 0.013 300 81000 TBATG-B2 2*(3ì95) 200 0.247 0.03 280 112000 TBATG-B3 2*(3ì70) 45 0.342 0.007 250 22500 TBATG-B4 2*(3ì70) 225 0.342 0.04 250 112500 TBATG-B5 2*(3ì50) 85 0.494 0.02 230 39100 TBATG-B6 2*(3ì35) 50 0.524 0.01 84 8400 TBATG-B7 2*(3ì95) 100 0.247 0.01 280 560000 B5—8 2*(9ì300+300) 175 0.02 0.002 675 118125 B5—6 2*(9ì800+800) 115 0.03 0.002 1800 414000
Tổng vốn đầu tư cho đường dõy : Kd=1467625*103
*Xỏc định tổn thất cụng suất trờn đường dõy ∆P=P2 2Q2* *10R S22 * *10 WR ( )k
U U
+ =
R=1* *ro l
n (Ω) n số đường dõy đi song song Bảng kết quả tớnh toỏn tổn thất cụng suất trờn đường dõy
Đường cỏp F(mm2) L(m) Ro (Ω/km) R(Ω) Stt (kVA) ∆P (kVA) TBATG-B1 2*(3ì120) 135 0.196 0.013 4830 3.03 TBATG-B2 2*(3ì95) 200 0.247 0.03 4172 5.22 TBATG-B3 2*(3ì70) 45 0.342 0.007 3802 1.01 TBATG-B4 2*(3ì70) 225 0.342 0.04 3723 5.54 TBATG-B5 2*(3ì50) 85 0.494 0.02 2903.8 1.69 TBATG-B6 2*(3ì35) 50 0.524 0.01 2500 0.625 TBATG-B7 2*(3ì70) 100 0.342 0.02 3231 2.087 B5—8 2*(9ì300+300) 175 0.02 0.002 831 9.56 B5—6 2*(9ì800+800) 115 0.03 0.002 1911 50.58
Tổng tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn đường dõy:∑ ∆P=79.342 kW *Xỏc định tổn thất điện năng trờn đường dõy
Tổn thất điện năng trờn đường dõy được tớnh theo cụng thức ∆Ad=∑ ∆P*τ (kWh)
Trong đú τ =(0.124+Tmax*10-4)*8760=(0.124+5500*10- 4)*8760=3979
Thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất ∆Ad=79.342 *3979=315702 kWh
3.Vốn đầu tư mua mỏy cắt trong mạng cao ỏp của nhà mỏy
*Mạng cao ỏp của nhà mỏy cú điện ỏp 10kV từ trạm BATG tới 7 trạmBAPX. Trạm BATG cú 2 phõn đoạn thanh gúp nhận điện từ 2 MBA trung gian
*Với 7 TBA phõn xưởng ,mỗi trạm cú 2 MBA nhận điện trực tiếp từ TBATG qua mỏy cắ điện đặt ở đầu đường dõy
Vậy trong mạng cao ỏp của nhà mỏy ta sử dụng 14 mỏy cắt với cấp điện ỏp 10kV tại cỏc trạm BAPX cộng thờm 1 mỏy cắt tại phõn đoạn thanh của trạm BATG và 2 mỏy cắt phớa hạ ỏp của trạm này (mỏy cắt cho mỏy biến ỏp đo lường) .Vậy tổng cộng ta phải sử dụng 17 mỏy cắt
*Vốn đầu tư mua mỏy cắt là
Kmc=n*M N số lượng mỏy cắt
M giỏ 1 mỏy cắt M=12000 USD Tỉ giỏ hiện thời 1USD =15950 đ
Kmc=17*12000*15950=3263.8*106 đ
4.Tổng chi phớ tớnh toỏn cho phương ỏn I
* Để so sỏnh với cỏc phương ỏn với nhau khi tớnh toỏn vốn đầu tư xõy dựng trạm ta chi tớnh đến giỏ thành cỏp ,MBA ,mỏy cắt điện khỏc nhau giữa cỏc phương ỏn
K=Kb +Kd+Kmc
Cỏc thành phần giống nhau được bỏ qua
*Tổn thất điện năng trong cỏc phương ỏn bao gồm tổn thất trong MBA và tổn thất tại dõy dẫn ∆A=∆Ab+∆Ad
*Chi phớ tớnh toỏn Zi của phương ỏn I -Vốn đầu tư
K1= Kb +Kd+Kmc=4567.68*106 +1467.625*106 +3263.8*106=9299.1*106 đ
-tổng tổn thất điện năng trong TBA và trờn đường dõy ∆A=∆Ab+∆Ad=1891910 +315702=2207612 kWh -Chi phớ tớnh toỏn
Z1=(avh+atc)*K1 +c*∆A1=(0.1+0.2)*9299.1*106+1000*2207.61 *103=4997.34*106 đ
6 7 7 5 4 3 9 8 1 2 B3 B5 TPPTT B6 B1 B4 B2