45 1. Phương phỏp hệ số vượt trước:
Hệ số vượt trước K là tỷ số giữa nhịp độ phỏt triển năng lượng điện với nhịp
độ phỏt triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dõn. Như vậy căn cứ vào nhịp độ phỏt triển thực tế trong thời gian vừa qua ( thường lấy 5-10 năm) chỳng ta xỏc định
được hệ số vượt trước K và từđú xỏc định được điện năng ở năm dự bỏo.
Hệ số vượt trước K cú thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn 1 và chịu tỏc dụng của nhiều yếu tố như: xu hướng ngày càng sử dụng rộng rói điện năng vào cỏc ngành kinh tế quốc dõn, do tiến bộ của khoa học kỹ thuật mà suất tiờu hao điện năng cho mỗi đơn vị sản phẩm ngày càng giảm… Vỡ thế mà phương phỏp hệ số vượt trước chỉ nờu lờn được xu thế phỏt triển trong tương lai với mức độ chớnh xỏc khụng cao lắm.
2. Phương phỏp tớnh trực tiếp:
Đõy là phương phỏp xỏc định nhu cầu điện năng của năm dự bỏo dựa trờn tổng sản lượng của cỏc ngành kinh tế năm đú và suất tiờu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm. Phương phỏp này cho ta kết quả chớnh xỏc với điều kiện nền kinh tế phỏt triển cú kế hoạch và ổn định. Phương phỏp này thường dựng cho cỏc dự bỏo ngắn hạn khi biết tương đối rừ cỏc yếu tố của dự bỏo.
3. Phương phỏp ngoại suy theo thời gian
Nội dung của phương phỏp này là nghiờn cứu sự diễn biến của nhu cầu điện năng trong quóng thời gian quỏ khứ tương đối ổn định, tỡm ra quy luật phỏt triển của nú rồi kộo dài sự phỏt triển đú cho tương lai.
4. Phương phỏp tương quan :
Nội dung của phương phỏp này là lập quan hệ giữa tổng nhu cầu điện năng với cỏc chỉ số của nền kinh tế quốc dõn như tổng sản lượng của một ngành (vớ dụ cụng nghiệp...) từ số liệu trong quỏ khứ. Từ đú nếu cú dự bỏo của tổng sản lượng ngành đú thỡ sẽ suy ra nhu cầu điện năng cho năm dự bỏo.
5. Phương phỏp đối chiếu:
Phương phỏp này so sỏnh đối chiếu với sự phỏt triển nhu cầu điện năng của cỏc nước cú hoàn cảnh tương tự. Phương phỏp này đơn giản và thớch hợp cho dự
47
CHƯƠNG III:
SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 3.1: Khỏi niệm chung
Khi quy hoạch và thiết kế cỏc hệ thống cung cấp điện, căn cứ vào đặc điểm của nguồn và phụ tải, người thiết kế cú thểđưa ra rất nhiều phương ỏn cung cấp
điện. Việc lựa chọn phương ỏn cung cấp điện phải dựa vào yờu cầu vềđộ tin cậy cung cấp điện cũng như cỏc chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật khỏc của hệ thống. Vỡ vậy một sơ đồ cung cấp điện được xem là hợp lý phải thoả món cỏc yờu cầu cơ bản sau:
+ Đảm bảo cỏc chỉ tiờu kỹ thuật: tổn thất cụng suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện ỏp, khoảng cỏch cỏch điện…
+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. + An toàn với người và thiết bị.
+ Thuận tiện, linh hoạt trong vận hành.
+ Dễ dàng phỏt triển đểđỏp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải. + Kinh tế.
Để thiết kế được một sơ đồ cung cấp điện thỡ cần phải xỏc định rừ yờu cầu cung cấp điện của phụ tải cũng nhưđặc điểm và khả năng cung cấp điện của cỏc nguồn điện. 3.2: Sơđồ cỏc đường dõy tải điện 3.2.1. Sơđồ hỡnh tia: Sơ đồ hỡnh tia là sơ đồ trong đú tất cả cỏc phụ tải được cấp điện trực tiếp từ nguồn. - Ưu điểm:
+ Độ tin cậy cao. Khi xảy ra sự cố ở một
đường dõy nào đú thỡ chỉ cú đường dõy đú bị cắt ra, cỏc phụ tải cũn lại đều khụng bịảnh hưởng. Độ tin cậy cũn được nõng cao hơn nếu dựng sơ đồ mạch kộp cho mỗi đường dõy. 1 S& Nguồn Hỡnh 3.1. Sơđồ hỡnh tia 2 S& 3 S& 1 2 3
+ Sơ đồđi dõy rừ ràng, đơn giản nờn dễ thi cụng lắp đặt, dễ quản lý vận hành, dễ phỏt hiện và xử lý sự cố. + Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơle đơn giản. Dễ dàng thực hiện tựđộng hoỏ. - Nhược điểm:
+ Vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dõy lớn, số lượng cỏc thiết bị phõn phối, đúng cắt và bảo vệ
lớn.
+ Cỏc đường dõy khụng hỗ trợ được cho nhau trong việc cung cấp điện năng cho cỏc phụ tải.
- Ứng dụng: Sơ đồ này thường dựng cho mạng điện ỏp cao để cung cấp cho cỏc phụ tải lớn và quan trọng ( loại 1,2). Ngoài ra sơ đồ này cũng được sử dụng phổ biến trong cỏc mạng điện hạ ỏp trong cụng nghiệp khi cấp điện cho cỏc nhúm phụ tải cụng suất lớn và yờu cầu cung cấp điện cao.
3.2.2. Sơđồđường dõy chớnh ( sơ đồ liờn thụng):
Sơ đồđường dõy chớnh cú dạng như trờn hỡnh 3.3: Hỡnh 3.4 3 2 1 Nguồn Hỡnh 3.3. Sơđồđường trục chớnh 2 S& 3 S& 1 S& Nguồn Hỡnh 3.2
49 - Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp do tổng chiều dài đường dõy và số thiết bị đúng cắt ớt
- Nhược điểm:
+ Độ tin cậy cung cấp điện khụng cao. Khi cú sự cố trờn đường dõy chớnh thỡ sẽ cú nhiều phụ tải mất điện.
+ Thi cụng, lắp đặt, vận hành và xử lý sự cố phức tạp hơn. + Thiết kế bảo vệ rơle phức tạp.
- Ứng dụng: Loại sơ đồ này chỉ được sử dụng để cung cấp điện cho cỏc phụ
tải ớt quan trọng.
3.2.3. Sơđồ hỗn hợp:
Sơ đồ hỗn hợp là sự kết hợp của cả
sơ đồ hỡnh tia và sơ đồ đường dõy chớnh. Do đú nú cú cả ưu nhược điểm của hai loại sơ đồ trờn. Đõy là loại sơ đồ thường được dựng trong thực tế do nú cho phộp tạo nờn sơ đồ cung cấp
điện hợp lý cho cỏc phụ tải thực tế cú cụng suất, đặc tớnh của đồ thị phụ tải và yờu cầu độ tin cậy cung cấp điện khỏc nhau:
- Đối với cỏc phụ tải quan trọng sẽ sử dụng sơđồ hỡnh tia.
- Đối với cỏc phụ tải ớt quan trọng hơn sẽ sử dụng sơ đồđường dõy chớnh.
3.2.4. Sơđồ mạch vũng kớn:
Sơ đồ mạch vũng kớn cú dạng như trờn hỡnh 3.6 - Ưu điểm:
+ Độ tin cậy cung cấp điện cao do mỗi phụ tải
đều được cấp điện từ hai phớa.
+ Vốn đầu tư cú thể rẻ hơn so với sơ đồ hỡnh tia. - Nhược điểm: + Vận hành, tớnh toỏn phức tạp 1 S& Nguồn Hỡnh 3.5. Sơđồ hỗn hợp 1 2 2 S& 3 3 S& 3 S& 1 S& 2 S& 5 S& 4 S& Nguồn Hỡnh 3.6
50 + Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơle phức tạp.
+ Khi xảy ra sự cốở gần nguồn thỡ rất khú đảm bảo chất lượng điện năng cho cỏc phụ tải (đặc biệt là chất lượng điện ỏp).
- Ứng dụng: Sơ đồ này thường được dựng để thiết kế lưới điện trung ỏp cung cấp điện cho cỏc đụ thị.
Để giảm độ phức tạp trong vận hành thỡ người ta thường vận hành hở mạch vũng kớn. Thụng thường thỡ điểm phõn cụng suất được chọn làm điểm hở do nếu vận hành hở mạch ở điểm này thỡ tổng tổn thất cụng suất trờn cỏc đường dõy là nhỏ nhất.
3.2.5. Sơđồ dẫn sõu:
Sơ đồ dẫn sõu là sơ đồ đưa thẳng đường dõy cao ỏp tới tận phụ tải. Vớ dụ
trong hệ thống cung cấp điện cho xớ nghiệp lớn, cú thể đưa điện ỏp cao đến cỏc trạm biến ỏp phõn phối của cỏc phõn xưởng mà khụng qua trạm phõn phối trung gian hoặc trạm biến ỏp trung gian.
- Ưu điểm: + Giảm được vốn đầu tư và tổn thất trờn cỏc trạm trung gian + Giảm tổn thất điện năng trờn lưới cao ỏp - Nhược điểm:
+ Tăng vốn đầu tư cho lưới cao ỏp và cỏc trạm biến ỏp phõn phối. + Quản lý vận hành khú khăn.
- Ứng dụng: Sơ đồ này thường được dựng trong thiết kế cung cấp điện cho cỏc nhà mỏy xớ nghiệp cú phụ tải rất lớn và tập trung.
3.3: Sơđồ trạm biến ỏp và trạm phõn phối 3.3.1. Sơđồ hệ thống 1 thanh gúp:
Sơ đồ hệ thống một thanh gúp cú dạng hỡnh 3.8, trong đú cỏc mạch vào và ra được nối chung vào một thanh gúp.
Mạch dẫn sõu
Hỡnh 3.7. Sơđồ dẫn sõu
51 - Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền.
- Nhược điểm: Độ tin cậy khụng cao. Nếu xảy ra sự cố ở đường dõy nguồn hoặc ở thanh gúp thỡ tất cả cỏc phụ tải đều bị mất điện. Do đú sơ đồ này chỉ được dựng cho cỏc phụ tải ớt quan trọng ( loại III).
- Ứng dụng: Thường dựng để thiết kế cỏc trạm biến ỏp ớt quan trọng hoặc cỏc tủ phõn phối điện hạ ỏp cho cỏc phụ tải ớt quan trọng. 3.3.2. Sơđồ hệ thống 1 thanh gúp cú phõn đoạn: Sơ đồ một thanh gúp cú phõn đoạn cú dạng như trờn hỡnh 3.9. Mỏy cắt phõn đoạn cú hai chếđộ làm việc là chếđộ thường mở và chế độ thường đúng. Nếu MCPĐ thường đúng thỡ khi ngắn mạch trờn cỏc phõn đoạn lõn cận thỡ nú sẽ tự động cắt ra để đảm bảo sự làm việc bỡnh thường của cỏc phõn đoạn cũn lại, song như vậy sẽ làm tăng dũng ngắn mạch. Vỡ vậy để giảm dũng ngắn mạch, trong cỏc trạm trung và hạ ỏp người ta thường để MCPĐở vị trớ thường mở và đặt thờm thiết bị tựđộng đúng nguồn dự phũng. Thiết bị này sẽ tự động đúng MCPĐ khi nguồn của một phõn
đoạn bị mất.
- Ưu điểm: Nõng cao độ tin cậy cung cấp điện.
- Nhược điểm: Vốn đầu tư gia tăng do phải thờm mạch phõn đoạn.
- Ứng dụng: Sơ đồ này được dựng nhiều trong cỏc nhà mỏy điện và trạm biến ỏp vỡ cú cấu trỳc và vận hành đơn giản, giỏ thành hạ và cú độ tin cậy tương
đối cao do giảm được xỏc suất mất điện của cỏc phụ tải khi sự cố và sửa chữa thanh gúp. Sơ đồ này cú thể dựng để cấp điện cho cỏc phụ tải quan trọng khụng cho phộp mất điện bằng cỏch dựng cỏc đường dõy
kộp lấy điện từ hai phõn đoạn khỏc nhau. 3.3.3. Sơđồ hệ thống hai thanh gúp: Sơ đồ hệ thống hai thanh gúp cú dạng như trờn Hỡnh 3.9: Sơđồ hệ thống một thanh gúp cú phõn đoạn PĐI PĐII MCPĐ Hỡnh 3.10 TGLV TGDP M C L L
hỡnh 3.10.
- Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện và tớnh linh hoạt rất cao.
- Nhược điểm: Vốn đầu tư gia tăng do thờm một hệ thống thanh gúp và mỗi mạch vào, ra cần thờm một dao cỏch ly.
53
CHƯƠNG IV:
PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN
4.1: Khỏi niệm chung
Khi thiết kế cỏc hệ thống cung cấp điện thỡ tựy thuộc vào đặc điểm của nguồn và phụ tải mà người thiết kế cú thểđưa ra nhiều phương ỏn cung cấp điện khỏc nhau. Thụng thường thỡ những phương ỏn cú vốn đầu tư cao thỡ cú độ tin cậy cao và ngược lại. Vấn đềđặt ra ở đõy là phải làm sao để cú thể chọn ra được một phương ỏn thỏa món về yờu cầu kỹ thuật và hợp lý về mặt kinh tế.
Người ta đó đưa ra ba nhúm phương phỏp phõn tớch kinh tế sau:
- Nhúm phương phỏp phõn tớch kinh tế tĩnh: Đõy là nhúm phương phỏp được xõy dựng dựa trờn cơ sở giả định giỏ trị dũng tiền tệ khụng thay đổi theo thời gian. Nhờ vậy mà khối lượng tớnh toỏn ớt, việc tớnh toỏn đơn giản tuy nhiờn độ
tin vậy của kết quả khụng cao. Vỡ vậy nhúm phương phỏp này thường chỉ dựng tớnh toỏn sơ bộ hoặc sử dụng trong giai đoạn nền kinh tế chưa ổn định, thời gian sử dụng ngắn.
Nhúm phương phỏp này bao gồm hai phương phỏp sau: + Phương phỏp thời gian thu hồi vốn đầu tư phụ. + Phương phỏp hàm chi phớ tớnh toỏn.
- Nhúm phương phỏp phõn tớch kinh tếđộng: Đõy là nhúm phương phỏp dựa trờn cơ sở giỏ trị dũng tiền tệ luụn biến động theo thời gian. Do vậy khối lượng tớnh toỏn lớn, việc phõn tớch phức tạp nhưng kết quả thu được khỏ tin cậy.
Trong nhúm phương phỏp phõn tớch kinh tếđộng bao gồm cỏc phương phỏp sau:
+ Phương phỏp giỏ trị tương đương (NPV). + Phương phỏp tỉ số hoàn vốn nội tại (IRR). + Phương phỏp tỉ số lợi ớch/chi phớ(B/C).
+ Phương phỏp thời gian thu hồi vốn đầu tư.
- Nhúm phương phỏp phõn tớch kinh tế xỏc suất: Đõy là nhúm phương phỏp mà khi phõn tớch cú xột đến sự dao động và bất định của cỏc yếu tố. Trong quy hoạch và thiết kế hệ thống điện, sự bất định ở đõy thường nảy sinh do vấn đề dự
bỏo phụ tải khụng chớnh xỏc, do sự biến động của giỏ cả thị trường và cũn do nhiều yếu tố khụng xỏc định khỏc. Muốn sử dụng phương phỏp phõn tớch kinh tế
xỏc suất thỡ cần phải biết luật phõn bố xỏc suất của cỏc yếu tố bất định. Điều đú
đũi hỏi phải cú đủ thụng tin và kinh nghiệm phong phỳ. Chớnh vỡ vậy mà phương phỏp này ớt được dựng trong quy hoạch và thiết kế hệ thống điện.
4.2. Cỏc phương phỏp phõn tớch kinh tế - kỹ thuật
4.2.1. Phương phỏp “ Thời gian thu hồi vốn đầu tư phụ”:
Xột hai phương ỏn thiết kế A và B cú vốn đầu tư và chi phớ vận hành hàng năm tương ứng lần lượt là KA, YA và KB, YB.
Vốn đầu tư K gồm cú chi phớ để xõy dựng, chi phớ mua sắm trang thiết bị, chi phớ giải phúng mặt bằng….
Chi phớ vận hành hàng năm Y gồm cú chi phớ cho tổn thất điện năng trờn
đường dõy, mỏy biến ỏp…; lương cỏn bộ, cụng nhõn viờn vận hành; chi phớ khấu hao hao mũn; chi phớ cho sửa chữa, bảo dưỡng.
Giả sử KA>KB và YA>YB.
Thời gian thu hồi vốn đầu tư chờnh lệch được tớnh theo biểu thức: A B B A K - K ∆K T = = ∆Y Y - Y (4.1)
Để đỏnh giỏ được hai phương ỏn người ta đưa ra giỏ trị thời gian thu hồi vốn
đầu tư theo tiờu chuẩn Ttcđể so sỏnh. Ở Việt Nam thường lấy Ttc từ 5 đến 8 năm. - Nếu T < Ttc, phương ỏn A sẽ kinh tế hơn phương ỏn B.
- Nếu T > Ttc, phương ỏn A sẽ kinh tế hơn phương ỏn B.
- Nếu T = Ttc, hai phương ỏn A và B tương đồng nhau về mặt kinh tế.
Phương phỏp này cú ưu điểm là việc tớnh toỏn đơn giản, tuy nhiờn chỉ cú thể
ỏp dụng khi so sỏnh hai phương ỏn nờn dễ bỏ sút phương ỏn tối ưu.
55 Phương phỏp “ Hàm chi phớ tớnh toỏn” đươc dựng khi cần so sỏnh nhiều phương ỏn cựng lỳc. Hàm mục tiờu để so sỏnh lựa chọn giữa cỏc phương ỏn cú dạng: tc vh 0 Z = (a + a ).K + c.∆A + H (4.2) Trong đú: Z : Hàm chi phớ tớnh toỏn hàng năm. avh : Hệ số vận hành hàng năm. Hệ số vận hành hàng năm tớnh theo tỷ lệ
phần trăm vốn đầu tư dựng cho việc duy trỡ sản xuất bao gồm sửa chữa bảo dưỡng, trả lương cho cỏn bộ cụng nhõn viờn… Trong tớnh toỏn thiết kế thường lấy avh = 0,1.
atc : Hệ số thu hồi vốn đầu tư theo tiờu chuẩn. tc tc 1 a =
T . Thụng thường lấy atc = 0,125.
K : Vốn đầu tưđể mua sắm trang thiết bị và xõy dựng cơ sở hạ tầng… c : Giỏ tiền tổn thất điện năng.