CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN:

 Bảng chi phí đầu tư :

Bảng 3.1

Đường

dây Số lộ Dây dẫn Chiều dài (km)

Tiền đầu tư 1km đường dây

(103$)

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) N-1 1 AC-95 50 21.8 1090000 N-2 1 AC-95 41.23 21.8 898814 N-3 2 AC-70 31.62 32.1 1015002 N-4 2 AC-95 41.23 33.2 1368836 N-5 1 AC-150 41.23 23 948290 N-6 1 AC-185 28.28 23.8 673064 5-6 1 AC-70 36.06 21.2 764472

ΔAI = ΔP.τ = 2.75*3411=9380.25 (MWh/năm) Chi phí tổn hao hàng năm cho phương án 1:

Z1 = (avh+atc)*K+c*ΔAI= (0.07+0.125)*6758478+50*9380.25 = 1786915.71 ($)

 Khối lượng kim loại màu của phương án 1:

Bảng 3.2

Đường

dây Số lộ Mã hiệu dây Chiều dài (km)

Khối lượng (kg/km/pha)

Khối lượng 3 pha (tấn) N-1 1 AC-95 50 386 57.90 N-2 1 AC-95 41.23 386 47.74 N-3 2 AC-70 31.62 275 52.17 N-4 2 AC-95 41.23 386 95.49 N-5 1 AC-150 41.23 617 76.32 N-6 1 AC-185 28.28 771 65.41 5-6 1 AC-70 36.06 275 29.75

Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 424.78

- Khối lượng kim loại màu của 01 km đường dây ta tham khảo bảng PL2.1 trong sách thiết kế mạng điện của tác giả Hồ Văn Hiến, lưu ý phải nhân với 3 để có khối lượng dây của cả 3 pha đối với đường dây đơn và nhân với 6 đối với đường dây kép.

 Bảng tổng hợp chỉtiêu kinh tế của phương án 1:

Bảng3.3

Đơn vị

Vốn đầu tư $ 6758478 Tổn thất điện năng MWh 9380.25

ΔU% lớn nhất % 3.85 Kim loại màu sử dụng Tấn 424.78

3.2.2 PHƯƠNGÁN 2:

 Bảng chi phí đầu tư:

Bảng 3.4

Đường

dây Số lộ Dây dẫn Chiều dài (km)

Tiền đầu tư 1km đường dây

(103$)

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 2-1 1 AC-95 31.62 21.8 689316 N-2’ 1 AC-185 41.23 23.8 981274 N-3 2 AC-70 31.62 32.1 1015002 N-4 2 AC-95 41.23 33.2 1368836 N-5 1 AC-150 41.23 23 948290 N-6 1 AC-185 28.28 23.8 673064 5-6 1 AC-70 36.06 21.2 764472

Tổng đầu tư đường dây của phương án K=6440254

ΔAI = ΔP.τ = 3.00*3411=10233 (MWh/năm) Chi phí tổn hao hàng năm cho phương án 2:

Z1 = (avh+atc)*K +c*ΔAI= (0.07+0.125)*6440254+ 50*10233 = 1767499.53 ($)

 Khối lượng kim loại màu của phương án 2:

Bảng 3.5

Đường

dây Số lộ Mã hiệu dây Chiều dài (km)

Khối lượng (kg/km/pha)

Khối lượng 3 pha (tấn) 2-1 1 AC-95 31.62 386 36.62 N-2’ 1 AC-185 41.23 771 95.36 N-3 2 AC-70 31.62 275 52.17 N-4 2 AC-95 41.23 386 95.49 N-5 1 AC-150 41.23 617 76.32 N-6 1 AC-185 28.28 771 65.41 5-6 1 AC-70 36.06 275 29.75

Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 451.12

 Bảng tổng hợp chỉtiêu kinh tế của phương án 2: Bảng3.6 Đơn vị Vốn đầu tư $ 6440254 Tổn thất điện năng MWh 10233 ΔU% lớn nhất % 4.64 Kim loại màu sử dụng Tấn 451.12

Phí tổn tính toán Z1 $ 1767499.53

3.2.3 PHƯƠNGÁN 3 :

 Bảng chi phí đầu tư :

Bảng 3.7

Đường

dây Số lộ Dây dẫn Chiều dài (km)

Tiền đầu tư 1km đường dây

(103$)

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) N-1 1 AC-95 50 21.8 1090000 N-2 1 AC-95 41.23 21.8 898814 N-3’ 2 AC-150 31.62 35.7 1128834 3-4 2 AC-95 36.06 33.2 1197192 N-5 1 AC-150 41.23 23 948290 N-6 1 AC-185 28.28 23.8 673064 5-6 1 AC-70 36.06 21.2 764472

Tổng đầu tư đường dây của phương án K=6700666

ΔAI = ΔP.τ = 3.26*3411=11119.86(MWh/năm) Chi phí tổn hao hàng năm cho phương án 3:

Z1 = (avh+atc)*K+c*ΔAI= (0.07+0.125)* 6700666+ 50*11119.86 = 1862622.87($)

 Khối lượng kim loại màu của phương án 3:

Bảng 3.8

Đường

dây Số lộ Mã hiệu dây Chiều dài (km)

Khối lượng (kg/km/pha)

Khối lượng 3 pha (tấn) N-1 1 AC-95 50 386 57.90 N-2 1 AC-95 41.23 386 47.74 N-3 2 AC-70 31.62 275 52.17 N-3’ 2 AC-150 31.62 617 117.06 3-4 2 AC-95 36.06 386 83.51 N-6 1 AC-185 28.28 771 65.41 5-6 1 AC-70 36.06 275 29.75

 Bảng tổng hợp chỉtiêu kinh tế của phương án 3:

Bảng3.9

Đơn vị

Vốn đầu tư $ 6700666 Tổn thất điện năng MWh 11119.86 ΔU% lớn nhất % 3.24 Kim loại màu sử dụng Tấn 477.69 Phí tổn tính toán Z1 $ 1862622.87

3.2.4 PHƯƠNG ÁN 4:

 Bảng chi phí đầu tư:

Bảng 3.10

Đường

dây Số lộ Dây dẫn Chiều dài (km)

Tiền đầu tư 1km đường dây

(103$)

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) 2-1 1 AC-95 31.62 21.8 689316 N-2’ 1 AC-185 41.23 23.8 981274 N-3’ 2 AC-150 31.62 35.7 1128834 3-4 2 AC-95 36.06 33.2 1197192 N-5 1 AC-150 41.23 23 948290 N-6 1 AC-185 28.28 23.8 673064 5-6 1 AC-70 36.06 21.2 764472

Tổng đầu tư đường dây của phương án K=7751278

ΔAI = ΔP.τ = 3.51*3411=11972.61(MWh/năm) Chi phí tổn hao hàng năm cho phương án 2:

 Khối lượng kim loại màu của phương án 4:

Bảng 3.11

Đường

dây Số lộ Mã hiệu dây Chiều dài (km)

Khối lượng (kg/km/pha)

Khối lượng 3 pha (tấn) 2-1 1 AC-95 31.62 386 36.62 N-2’ 1 AC-185 41.23 771 95.36 N-3’ 2 AC-150 31.62 617 117.06 3-4 2 AC-95 36.06 386 83.51 N-5 1 AC-150 41.23 617 76.32 N-6 1 AC-185 28.28 771 65.41 5-6 1 AC-70 36.06 275 29.75

Tổng khối lượng kim loại màu sử dụng 599.52

Bảng tổng hợp chỉ tiêu kinh tế của phương án 4:

Bảng3.12

Đơn vị

Vốn đầu tư $ 7751278 Tổn thất điện năng MWh 11972.61 ΔU% lớn nhất % 4.64 Kim loại màu sử dụng Tấn 599.52 Phí tổn tính toán Z1 $ 2110129.71

Bảng 3.13: Tổng hợp so sánh chỉ tiêu kinh tế của 02 phương án

Chỉ tiêu Đơn vị Phương án

1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4 Vốn đầu tư $ 6758478 6440254 6700666 7751278 Tổn thất điện năng MWh 9380.25 10233 11119.86 11972.61 ΔU% lớn nhất % 3.85 4.64 3.24 4.64

Kim loại màu sử

dụng Tấn 424.78 451.12 477.69 599.52

Phí tổn tính toán

CHƯƠNG 4:

SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

4.1. YÊU CẦU:

Sơ đồ nối điện phải làm việc đảm bảo, tin cậy, đơn giản, vận hành linh họat, kinh tế và an toàncho người và thiết bị.

Chọn sơ đồ nối dây cho mạng điện. Phía nhà máy điện chỉ bắt đầu từ thanh góp cao áp của nhà máy.

Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp. Dùng phụ tải đã có bù sơ bộ công suất kháng.

4.2. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM GIẢM ÁP:

 Kiểu máy biến áp:

- Dùng máy biến áp 3 pha;

- Máy biến áp có điều áp dưới tải hay điều áp thường tùy theo yêu cầu điều chỉnh điện áp, ngoài ra còn cho biết chếđộ làm mát.

 Số lượng máy biến áp:

- Phụ tải yêu cầu cung cấp điện liên tục ta chọn trạm có 2 máy biến áp; - Phụ tải không yêu cầu cung cấp điện liên tục chọn trạm có 1 máy biến áp.

4.3. CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP:

- Đối với trạm dùng một máy biến áp chọn sơ bộ công suất của máy biến áp theo điều kiện: SđmB Sphụ tải max.

- Nếu có đồ thị phụ tải có thể chọn kỹlưỡng theo điều kiện quá tải bình thường cho phép.

- Đối với trạm dùng 2 máy biến áp nên chọn sơ bộcông suất máy biến áp theo điều kiện: SđmB Ssc/1.4.

- Cho phép một máy biến áp quá tải 40% khi sự cố một máy biến áp với thời gian không quá 5 giờ mỗi ngày và trong 5 ngày đêm liên tiếp.

- Với Ssclà công suất phải cung cấp khi sự cố một máy biến áp, nếu không cắt bớt phụ tải thì Ssc = Sphụ tải max.

4.4. CHỌN MÁY BIẾN ÁP:

4.4.1 Phụ tải 1:

- Yêu cầu cung cấp điện khôngliên tục nên chọn trạm có 1máy biến áp. - Công suất máy biến áp:SđmB1 ≥ Spt1max = 18.42(MVA)

- Vậy chọn SđmB1 = 25 (MVA)

4.4.2 Phụ tải 2:

- Yêu cầu cung cấp điện khôngliên tục nên chọn trạm có 1máy biến áp. - Công suất máy biến áp:SđmB2 ≥ Spt2max = 18.29 (MVA)

- Vậy chọn SđmB2 = 25 (MVA)

4.4.3 Phụ tải 3:

- Yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 1 máy biến áp. - Công suất máy biến áp: SđmB3 ≥Spt3max

1.4 =28.11.4 = 20.29(MVA) - Vậy chọn 2 máy có SđmB3 = 25 (MVA)

4.4.4 Phụ tải 4:

- Yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 01 máy biến áp. - Công suất máy biến áp: SđmB4 ≥Spt4max

1.4 =33.751.4 = 24.11 (MVA) - Vậy chọn 2 máy có SđmB4 = 25 (MVA)

4.4.5 Phụ tải 5:

- Yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 2 máy biến áp. - Công suất máy biến áp: SđmB5 ≥Spt5max

1.4 =23.611.4 = 16.86 (MVA) - Vậy chọn 2 máy có SđmB5 = 25 (MVA)

4.4.6 Phụ tải 6:

- Yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 01 máy biến áp. - Công suất máy biến áp: SđmB6 =Spt6max

1.4 =36.251.4 = 25.89 (MVA) - Vậy chọn 2 máycó SđmB6 = 32 (MVA)

4.5 CÔNG THỨC TÍNH TOÁNVÀ THÔNG SỐ MBAĐiện trở : RB =PN × Uđm2 Điện trở : RB =PN × Uđm2 Sđm2 × 103 () Tổng trở: ZB =UN% ×Uđm2 Sđm × 10 () Điện kháng: XB = √ZB2 − RB2 ()

Tổn thất công suất kháng trong sắt của 1 máy: QFe =i0% × Sđm

100 (kVAr) Tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép: ∆PFe = ∆P0(kW)

Trong đóΔPN (kW); Uđm (kV); Sđm(kVA)

Tổn hao đồng ΔPcu và ΔQcu khi MBA mang tải không định mức tỷ lệ với bình phương công suất của phụtải qua MBA,trong khi tổn thất công suất trong lõi sắt

ΔPFevà ΔQFe xem như không đổi. Trong đó:

RBtrạm hai MBA = RBmột máy / 2 XBtrạm hai MBA = XBmột máy / 2 ΔPFe trạm hai MBA = ΔPFemột máy x 2 ΔQFetrạm hai MBA = ΔQFemột máy x 2

Bảng 4.1: Tổng trở và tổn thất sắt của một máy biến áp trong trạm

(Các thông số PN, UN, PFe, và iotra từ thông tin sản phẩm của Công ty Đông Anh(*)) Trạm biến áp Số lượng MBA Sđm (kVA) Điện áp (kV) ∆PN (kW) UN % ∆PFe (kW) i% RB (Ω) ZB (Ω) XB (Ω) ∆QFe (kVAr) UC U H 1 1 25,000 110 22 120 10.5 29 0.8 2.54 55.96 55.9 200 2 1 25,000 110 22 120 10.5 29 0.8 2.54 55.96 55.9 200 3 2 25,000 110 22 120 10.5 29 0.8 2.54 55.96 55.9 200 4 2 25,000 110 22 120 10.5 29 0.8 2.54 55.96 55.9 200 5 2 25,000 110 22 120 10.5 29 0.8 2.54 55.96 55.9 200 6 2 32,000 110 22 145 10.5 35 0.75 1.87 43.54 43.5 240

Bảng 4.2: Tổng trở tương đương và tổn thất sắt của trạm biến áp

4.6. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHO THANH CÁI ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM

BIẾN ÁP:

(Bảng vẽ chi tiết trên khổ A3)

Trạm biến

áp Số lượngMBA Sđm (kVA) RB (Ω) XB (Ω) ∆PFe (kW) ∆QFe

(kVAr) 1 1 25,000 2.32 50.77 29 200 2 1 25,000 2.32 50.77 29 200 3 2 25,000 1.16 25.38 58 400 4 2 25,000 1.16 25.38 58 400 5 2 25,000 1.16 25.38 58 400 6 2 32,000 0.86 19.83 70 480

CHƯƠNG 5:

BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN

5.1. NỘI DUNG:

Bù kinh tế là phương pháp giảm tổn thất công suất và giảm tổn thất điện năng, nâng cao cosφ đường dây.

Tụ điện hay máy bù dùng trongviệc giảm tổn thất điện năng chỉ có lợi khi nào khoảng tiền tiết kiệm được do hiệu quả giảm tổn thất điện năng, được bù vào vốn đầu tư thiết bị bù sau 1 khoảng thời gian tiêu chuẩn nhất định,và sau đó được lợi tiếp tục trong suốt thời gian tuổi thọ thiết bị bù.vấn đề đặttụ ở đâu (nhất là trong mạng điện phức tạp), công suất bao nhiêu, đó là lời giải của bài toán kinh tế dựa trên tiêu chuẩn chi phí tính toán hằng năm là nhỏ nhất.

Đặt tụ bù ngang ở phụ tải có tác dụng nâng cao cosφ và giảm tổn thất điện năng, trong mạng điện tụ bù được dùng phổ biến hơn máy đồng bộ, chủ yếu là tụ bù tiêu thụ rất ít công suất tác dụng, khoảng 0.3÷0.5% công suất định mức và vận hành sửa chữa đơn giản,linh hoạt, giá lại rẻ, dễ bảo trì, tổn thất thấp đỡ tốn chi phí vận hành so với máy bù đồng bộ.

5.2. YÊU CẦU TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ:

Dùng công suất kháng của phụ tải trước khi bù sơ bộ lúc cân bằng sơ bộ công suất kháng.

Không xét đến tổn thất sắt trong MBA và công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra.

Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng. Chỉ xét sơ đồ điện trở đường dây và MBA.

Đặt công suất Qbùtại phụ tải làm ẩn số và viết biểu thức của phí tổn tính toán Z của mạng điện do việc đặt thiết bị bù kinh tế.

Lấy đạo hàm riêng ∂Q∂Z

bù,i và cho bằng không.

Giải hệ phương trình bậc nhất tuyến tính ẩn số Qbù

Nếu giải ra được công suất Qbù i= 0 thì phụ tải thứ i không cần bù, bỏ bớt một phương trình đạo hàm riêng thứ i và cho Qbù = 0 trong các phương trình còn lại và giải hệ phương trình n-1 ẩn số Qbù.

Chỉ nên bù đến cosφ = 0.95 vì cao hơn việc bù sẽ không hiệu quả kinh tế.

5.3. TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ:

 Phí tổn hàng năm do đầu tư thiết bị bù Qb:

Z1 = ( avh + atc) K0 .Qbù

Với:

K0 : giá tiền 1 đơn vị công suất thiết bị bù,với K0 = 5$/kVar =5×103$/MVar

avh : hệ số vận hành của thiết bị bù, với avh = 0.1

atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ, với atc = 0.125  Phí tổn do tổn thất điện năng:

Z2 = c.T.ΔP*.Qb

Với :

c : giá tiền 1 MWh tổn thất điện năng, với c = 50 $/MWh

ΔP* : tổn thất công suất tương đối của thiết bị bù,với tụ điện tĩnh lấy

ΔP* =0.005

T : thời gian vận hành tụ điện, nếu vận hành suốt 1 năm thì T= 8760 (h)

 Chi phí do tổn thất điện năng,do thành phần công suất kháng tải trên đường dây và MBA sau khi đặt thiết bị bù.

Z3 = c.ΔP. τ

Với:

ΔP : tổn thất trên đường dây và MBA,∆𝑃 = (𝑄−𝑄𝑏ù)2 𝑈2 𝑅

5.3.1 Bù kinh tế cho khu vực 1:

Hình 5.1 Sơ đồ thay thế khu vực 1

Điện trở dây quấn máy biến áp qui về phía 110Kv: 𝑅𝐵1 =∆𝑃𝑁𝑆. 𝑈đ𝑚2 đ𝑚2 = 2.32Ω  Hàm chi phí tính toán: Z = Z1 + Z2+ Z3 𝑍1 = (𝑎𝑣ℎ+ 𝑎𝑡𝑐)𝑘0 (𝑄𝑏ù1 + 𝑄𝑏ù2) = (0.1 + 0.125) ∗ 5000 ∗ (𝑄𝑏ù1 + 𝑄𝑏ù2) = 1125(𝑄𝑏ù1+ 𝑄𝑏ù2) 𝑍2 = 𝑐. ∆𝑃∗. 𝑇. (𝑄𝑏ù1+ 𝑄𝑏ù2) = 2190(𝑄𝑏ù1 + 𝑄𝑏ù2) 𝑍3 =𝑐. 𝜏𝑈2 [(𝑄2− 𝑄𝑏ù2)2𝑅𝐵2 + (𝑄1− 𝑄𝑏ù1)2× (𝑅2−1+ 𝑅𝐵1) + (𝑄1+ 𝑄2− 𝑄𝑏ù1 − 𝑄𝑏ù2)2𝑅𝑁−2] =50 ∗ 34111102 [(10.47 − 𝑄𝑏ù2)2× 2.32 + (11.97 − 𝑄𝑏ù1)2× (10.43 + 2.32) + (11.97 + 10.47 − 𝑄𝑏ù1− 𝑄𝑏ù2)27.01] = 14.095[2.32(10.47 − 𝑄𝑏ù2)2+ 12.75(11.97 − 𝑄𝑏ù1)2 + 7.01(22.44 − 𝑄𝑏ù1 − 𝑄𝑏ù2)2]

𝑍 = 𝑍1+ 𝑍2+ 𝑍3

= 1125(𝑄𝑏ù1+ 𝑄𝑏ù2) + 2190(𝑄𝑏ù1 + 𝑄𝑏ù2)

+ 14.095[2.32(10.47 − 𝑄𝑏ù2)2+ 12.75(11.97 − 𝑄𝑏ù1)2 + 7.01(22.44 − 𝑄𝑏ù1 − 𝑄𝑏ù2)2]

 Các phương trìnhđạo hàm riêng: 𝑑𝑍 𝑑𝑄𝑏ù1 = 3315 + 14.095[−2 × 12.75(11.97 − 𝑄𝑏ù1) − 2 × 7.01(22.44 − 𝑄𝑏ù1− 𝑄𝑏ù2)] = 0 Suy ra: 557.03𝑄𝑏ù1 + 197.61𝑄𝑏ù2 = 5421.70 (1) 𝑑𝑍 𝑑𝑄𝑏ù2 = 3315 + 14.095[−2 × 2.32(10.47 − 𝑄𝑏ù2) − 2 × 7.01(22.44 − 𝑄𝑏ù1 − 𝑄𝑏ù2)] = 0 Suy ra: 197.61𝑄𝑏ù1 + 263.01𝑄𝑏ù2 = 1504.16 (2) Giải hệta được : {𝑄𝑄𝑏ù1 = 10.50