Để so sánh và lựa chọn hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán:
Trong đó:
avh- hệ số vận hành, avh=0,1. atc- hệ số tiêu chuẩn, atc=0,125.
K- vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây. Imax- dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị. R- điện trở lớn nhất chạy qua thiết bị.
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
c- giá tiền kWh tổn thất điện năng, c= 1000 đ/kWh.
III.1-Phương án I:
Phương án này sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện 35 KV từ hệ thống hạ xuống điện áp 10 kV sau đó cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng.
1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp:
Chọn máy biến áp phân xưởng:
Trên cơ sở chọn được công suất MBA phần II.1 ta có bảng kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng:
Bảng 3.2- Kết quả chọn MBA trong các trạm biến áp của phương án I. TÊN MBA Sđm kVA Uc/Uh kV Po kW PN kW UN
(%) SỐ MÁY ĐƠN GIÁ( ) THÀNH TIỀN( ) TBATG 3200 35/10 3,9 25 7 2 375 750 B1 1000 10/0,41,7 10,5 6 1 142 142 B2 750 10/0,44,1 11,9 5,5 1 112 112 B3 320 10/0,41,9 6,2 5,5 2 67 134 B4 400 10/0,40,84 5,75 4,5 2 82 164 B5 400 10/0,40,84 5,75 4,5 2 82 164 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB=1466. đ
Các máy biến áp đều do Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ.
Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp:
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: kWh
Trong đó :
n- số máy biến áp ghép song song.
t- thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760h
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tra PLI4 (tài liệu 1) với nhà máy Đường có Tmax = 5200h, vậy theo công thức :
- tổn thất công suất không tải và công suất ngắn mạch của MBA Stt - công suất tính toán của MBA
SđmB- công suất định mức của MBA
- Tính tổn thất điện năng cho trạm biến áp trung gian SttNM = 2788,69 kVA Sthị trấn = 3125 kVA P0 = 3,9 kVA PN = 25 kVA Ta có: kWh
Các trạm biến áp khác tính tương tự kết quả tính toán ghi trong bảng sau: Bảng 3.3- Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong mạng của phương án I TÊN
MBA SỐ MÁY Stt (kVA) SđmB(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) TBATG 2 5913,69 3200 3,9 25 223421,13 B1 1 843,64 1000 1,7 10,5 42041,94 B2 1 688,35 750 4,1 11,9 72332,3
B3 2 634,26 320 1,9 6,2 77532,75B4 2 703,55 400 0,84 5,75 47029,5 B4 2 703,55 400 0,84 5,75 47029,5 B5 2 645,34 400 0,84 5,75 41903,74
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: A = 504261,36kWh
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện:
Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng.
Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy Đường làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5200h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10( trang 21 tài liệu 1) tìm được Jkt = 2,7 A/mm2
Tiết diện kinh tế là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đoạn cáp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng: + là lộ đơn được tính theo công thức:
+ là lộ kép được tính theo công thức:
Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
khc.Icp Isc Trong đó:
Isc – Đòng điện xẩy ra sự cố đứt một cáp, I¬sc = 2.Imax khc = k1.k2
k1- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 = 1
k2 - hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm.
Theo PLVI.11( tài liệu 1) Tìm được:+ rãnh đặt 1 cáp k2 = 1 + rãnh đặt 2 cáp k2 = 0,93
Vì chiều dài đoạn cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện Ucp.
- Chọn cáp từ TBATG đến B1:
tiết diện kinh tế của cáp: mm2
Tra bảng PLV.16 (tài liệu 1) lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất F= 16 mm2 cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có Icp = 140 A. - Chọn cáp từ TBATG đến B2:
tiết diện kinh tế của cáp: mm2
Tra bảng PLV.16 (tài liệu 1) lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất F= 16 mm2 cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có Icp = 140 A. - Chọn cáp từ TBATG đến B3:
tiết diện kinh tế của cáp: mm2
Tra bảng PLV.16 (tài liệu 1) lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất F= 16 mm2 cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có Icp = 140 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 105 =97,65 A > Isc = 2. Imax = 36,6 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng
- Chọn cáp từ TBATG đến B4:
tiết diện kinh tế của cáp: mm2
Tra bảng PLV.16 (tài liệu 1) lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất F= 16 mm2 cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLP, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 140 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 105 =97,65 A > Isc = 2. Imax = 40,6 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng
Vậy chọn cáp XLPE của FURAKAWA, có tiết diện 25 mm2 2XLPE( 3x16) - Chọn cáp từ TBATG đến B5:
tiết diện kinh tế của cáp: mm2
Tra bảng PLV.16 (tài liệu 1) lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất F= 16 mm2 cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có Icp = 140 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 105 =97,65 A > Isc = 2. Imax = 37,2 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng
Vậy chọn cáp XLPE của FURAKAWA, có tiết diện 25 mm2 2XLPE( 3x16) Tổng hợp kết quả chọn cáp cho phương án I ghi trong bảng 3.4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.4- Kết quả chọn đường cáp cho phương án I ĐƯỜNG CÁP F(mm2) l(m) ro( /km) R( )
TBATG-B1 1.(3x16) 144 1,47 0,212 115 16560 TBATG-B2 1.(3x16) 150 1,47 0,221 115 17250 TBATG-B3 2.(3x16) 29 1,47 0,021 115 6670 TBATG-B4 2.(3x16) 144 1,47 0,106 115 33120 TBATG-B5 2.(3x16) 317 1,47 0,232 115 72910 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 146510.103 đ
• Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
- tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức: kW
Trong đó:
n: số đường dây đi song song - Tổn thất trên đoạn cáp từ TBATG – B1:
Các đường dây khác cũng tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.5. Bảng 3.5- Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây phương án I. ĐƯỜNG CÁP F(mm2) l(m) ro( /km) R( ) Stt(KVA) P(kW) TBATG-B1 1.(3x16) 144 1,47 0,212 843,64 1,51 TBATG-B2 1.(3x16) 150 1,47 0,221 688,35 1,05 TBATG-B3 2.(3x16) 29 1,47 0,021 634,26 0,08 TBATG-B4 2.(3x16) 144 1,47 0,106 703,55 0,52 TBATG-B5 2.(3x16) 317 1,47 0,232 645,34 0,97 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: 4,13 kW
• Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
- Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:
Trong đó:
- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, với Tmax = 5200h
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện của phương án I:
* Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ trạm biến áp trung gian về 5 trạm biến áp phân xưởng. Trạm BATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian.
*Trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 8 máy cắt cấp điện áp 10 kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10 kV ở trạm thanh góp điện áp 10 kV và hai máy cắt ở phía hạ áp của hai MBATG là 11 máy cắt.
* Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án I: KMC = n.M
n- số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến M- giá máy cắt, M = 12000USD(10KV) Tỷ giá quy đổi tạm thời 1USD = 16,01.103
KMC = 11.12.16,01.106 =2113,32.106 3.Chi phí tính toán của phương án I:
* Chi phí tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt điện khác giữa các phương án.
(K=KB+KD+KMC), những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến. * Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp đường dây: .
* Chi phí tính toán Z1 của phương án I: - Vốn đầu tư:
K1 = KB + KD + KMC = (1466+ 146,51 + 2113,32 ).106 = 3725,83 .106 đ - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
- Chi phí tính toán:
= ( 0,1+ 0,125)3725,83.106 + 1000.519265,65 = 1357,58.106 đ
III.2- Phương án II:
Phương án II sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp từ 35kV xuống 10 kV sau đó cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. Sau đó các trạm B1,B2, B3, B4 hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV.
1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp:
*Chọn máy biến áp trong các TBA:
Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy ở phần trên ta có bảng kết quả chọn MBA do ABB và Công ty cổ phần chế tạo TBĐ Đông Anh sản xuất.
Bảng 3.6- Kết quả lựa chọn MBA cho các TBA của phương án II. TÊN MBA Sđm kVA Uc/Uh kV Po kW PN kW UN
(%) SỐ MÁY ĐƠN GIÁ( ) THÀNH TIỀN( ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TBATG 3200 35/10 3,9 25 7 2 375 750
B1 1000 10/0,41,7 10,5 6 1 142 142
B3 320 10/0,41,9 6,2 5,5 2 67 134 B4 750 10/0,44,1 11,9 5,5 1 112 224 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB= 1362.106 đ
* Xác đinh tổn thất điện năng A trong các TBA:
Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh
Tương tự như phương án I ta có bảng kết quả cho trong bảng 3.7
Bảng 3.7- Kết quả tính toán tổn thất điện năng cho trong các TBA của PA II. TÊN
MBA SỐ MÁY Stt (kVA) SđmB(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) TBATG 2 5913,69 3200 3,9 25 223421,13 B1 1 843,64 1000 1,7 10,5 42041,94 B2 1 688,35 750 4,1 11,9 72332,3 B3 2 634,26 320 1,9 6,2 77532,75 B4 2 1348,89 750 4,1 11,9 141753,84
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: A = 557081,96kWh
2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện.
* Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng.
Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy Đường làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5200h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10( trang 21 tài liệu 1) tìm được Jkt = 2,7 A/mm2
Tiết diện kinh tế là:
- Đoạn cáp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng: + là lộ đơn được tính theo công thức:
+ là lộ kép được tính theo công thức:
Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
khc.Icp Isc Trong đó:
Isc – Đòng điện xẩy ra sự cố đứt một cáp, I¬sc = 2.Imax khc = k1.k2
k1- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 = 1
k2 - hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm.
Theo PLVI.11( tài liệu 1) Tìm được:+ rãnh đặt 1 cáp k2 = 1 + rãnh đặt 2 cáp k2 = 0,93
Vì chiều dài đoạn cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện Ucp.
* Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng:
Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều ngắn, tổn thất điện năng không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện Ucp. Cáp hạ áp chọn loại cáp 4 lõi do hãng LENS chế tạo.
- Chọn cáp từ trạm biến áp B4 đến phân xưởng số 4: Đoạn cáp này là lộ kép do phân xưởng số 4 là hộ loại I:
Ta sử dụng mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 185 mm2
Có Icp = 506 A và 1 cáp đồng hạ áp tiết diện F = 185 mm2 làm dây trung tính do hãng LENS chế tạo theo đơn đặt hàng. Trong trường hợp này, hệ số hiệu chỉnh khc= 0,8 . Kết quả chọn cáp ghi trong bảng 3.8
Bảng 3.8- Kết qủa chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án II. ĐƯỜNG CÁP F(mm2) l(m) ro
( /km)R( )
ĐƠN GIÁ(103đ/m) THÀNH TIỀN (103 đ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TBATG-B1 1.(3x16) 144 1,47 0,212 115 16560 TBATG-B2 1.(3x16) 150 1,47 0,221 115 17250 TBATG-B3 2.(3x16) 29 1,47 0,021 115 6670 TBATG-B4 2.(3x16) 144 1,47 0,106 115 33120
B4 - 42(9x185+185) 30 0,0991 0,0015 1050 63000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây : KD = 136600.103
* Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức: kW
Trong đó:
n: số đường dây đi song song Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.9
Bảng 3.9- Tổn thất công suất trên các đường dây của phương án II. ĐƯỜNG CÁP F(mm2) l(m) ro( /km)
R( )
Stt(KVA) P(kW)
TBATG-B1 1.(3x16) 144 1,47 0,212 843,64 1,51 TBATG-B2 1.(3x16) 150 1,47 0,221 688,35 1,05
TBATG-B3 2.(3x16) 29 1,47 0,021 634,26 0,08 TBATG-B4 2.(3x16) 144 1,47 0,106 1348,89 1,93
B4- 4 2(9x185+185) 30 0,0991 0,0015 645,34 4,33 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: PD = 8,9kW
* Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
- Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: (kWh)
Trong đó:
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất với Tmax =5200h
(kWh)
3. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II.
* Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến trạm biến áp phân xưởng. Trạm BATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian.
* Với 4 TBA, có 2 trạm đặt 1 MBA, và 2 trạm đặt 2 MBA song song. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 6 máy cắt cấp điện áp 10 kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10 kV ở trạm thanh góp 10 kV và hai máy cắt ở phía hạ áp MBATG là 9 máy cắt.
* Vốn đầu tư cho mua máy cắt trong phương án II: KMC = n.M
n- số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến M- giá máy cắt, M = 12000USD(10KV) Tỷ giá quy đổi tạm thời 1USD = 16,01.103
KMC =9 .12.16,01.106 =1729,08.106 4.Chi phí của phương án II:
* Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây ta chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt điện khác giữa các phương án.(K = KB + KD + KMC), những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến.
* Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
* Chi phí tính toán Z2 của phương án II: - Vốn đầu tư:
K2 = KB + KD + KMC = ( 1362 + 136,6 + 1729,08 ).106 = 3227,68.106 - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây
(kWh)
- Chi phí tính toán:
= ( 0,1 + 0,125).3227,68 .106 + 1000. 589415,66 = 1315,64 .106 đ
III.3- Phương án III (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ hệ thống về cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. Sau đó các trạm biến áp B1, B2, B3, B4,