Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện nguyen ngoc huy

Tính toán cân bằng công suất Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ ở các phụ tải

Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

1.1 Chọn máy phát điện

Đối với nhà máy thủy điện gồm 5 tổ máy với công suất mỗi tổ máy 60 (MW) ta chọn máy phát thủy điện đồng bộ tuabin nước, kiểu CB-505/190-16T có các thông số kỹ thuật Tra Bảng 1.2[Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp PGS.TS Phạm Văn Hòa&Th.s Phạm Ngọc Hùng]).như sau:

Loại MF Sđm Pđm Cosφ Uđm Iđm nđm X”d X‟d Xd

(MVA) (MW) (kV) (kA) (v/ph) CB-505/190-16T 66,7 60 0,9 11 3,5 375 0,14 0,23 0,88

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát thủy điện

1.2 Tính toán cân bằng công suất

Để đảm bảo vận hành an toàn, tại mỗi thời điểm điện năng do các nhà máy phát điện phát ra phải hoàn toàn cân bằng với lượng điện năng tiêu thụ ở các phụ tải tiêu thụ

kể cả tổn thất điện năng

Trong nhiệm vụ thiết kế đã cho công suất cực đại, hệ số công suất cos và biểu đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng bảng theo phần trăm công suất tác dụng P%(t) đối với phụ tải từng cấp điện áp và công suất phát của toàn nhà máy, lượng phần trăm điện tự dùng và hệ số công suất costd Dựa vào các số liệu đã cho, ta xây dựng đồ thị công suất phát của toàn nhà máy, đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị phụ tải điện áp các cấp và công suất phát về hệ thống Các tính toán được trình bày cụ thể như sau :

Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

S TNM Mùa mưa phát(180 ngày) 100% công suất, còn mùa khô (185 ngày) chỉ phát 80% công suất

Bảng 1.2 Biến thiên công suất các phụ tải nhà máy

1.2.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Mùa mƣa STNM m( ) ( )t n.SđmF 5.66, 7  333,5(MVA)

Mùa khô S TNM kh( ) ( )t  0,8 .n S đmF 0,8.5.66, 7  266,8(MVA)

Kết quả tính toán cho ở bảng 1-3:

Giờ 0÷4 4÷6 6÷8 8÷10 10÷12 12÷14 14÷16 16÷18 18÷20 20÷22 22÷24

Bảng 1.3 Công suất phụ tải toàn nhà máy

1.2.2 Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy

Phần tự dùng của nhà máy Thủy điện gồm phần tự dùng chung và phần tự dùng riêng cho từng tổ máy( chiếm khoảng 1% công suất toàn nhà máy) Trong đó phần tự dùng chung chiếm đa phần công suất tự dùng của toàn nhà máy, do vậy công suất tự dùng cho toàn nhà máy Thủy điện coi nhƣ không đổi theo thời gian và đƣợc xác định theo công thức:

S t





(1.1) S(t) : Công suất phụ tải tại thời điểm t

Pmax : Công suất max của phụ tải;

Cos φ : Hệ số công suất

P%(t) : Phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t

a, Phụ tải địa phương cấp điện áp 22kV

Bảng 1.4 Công suất phụ tải địa phương

b, Phụ tải cấp điện áp trung 110kV

Bảng 1.5 Công suất phụ tải cấp điện áp trung

c, Phụ tải cấp điện áp cao 220kV

Với: S VHT (t): Công suất phát về hệ thống tại thời điểm (t)

Phụ tải thanh góp cao áp S TGC (t)đƣợc tính nhƣ sau:

Đồ thị phụ tải tổng hợp

Từ số liệu tính toán trên ta có đồ thị phụ tải tổng hợp cho 2 mùa mƣa và khô nhƣ sau:

a) Mùa mưa

1.3 Chọn các phương án nối dây

Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế

Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy

1.3.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây

Dựa theo 7 nguyên tắc [1.tr16]:

1 Có hay không thanh góp điện áp máy phát

Theo điều kiện:

dmF

S

Theo tính toán phần trên ta có được: S ĐP Max 14,118(MVA) S ĐmF  66, 7(MVA)

Thay số liệu vào ta có:

8

Kết luận: Không cần sử dụng thanh góp điện áp máy phát trong sơ đồ, phụ tải địa phương được trích từ đầu cực máy phát

Nhà máy điện cần thiết kế bao gồm 3 cấp điện áp nên ta phải sử dụng máy biến áp

3 cuộn dây hoặc tự ngẫu Xét 2 điều kiện:

- Hệ số có lợi:

220 110

0,5220

C

U U U

UT min UT

S

Mà: SdmF=66,7(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2

bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung

Kết luận: ghép 1 - 2 MF cấp điện cho thanh góp 110 kV

S S  MVA

Kết luận: ghép 1 - 2 MF lên cùng MBA

1.3.2 Đề xuất các phương án nối dây

Trên cơ sở những nguyên tắc trên, ta có một số phương án nối dây như sau:

Phương án I

Hình 1.2 Phương án I

Ưu điểm :

- Số lượng MBA và máy cắt cao áp ít

- MBA tự ngẫu vừa làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung vừa làm nhiệm vụ tải công suất của máy phát tương ứng lên hai cấp điện áp cao và trung

- Công suất của các bộ MF–MBA hai dây quấn nối với phía trung áp có thể lớn hơn phụ tải cực tiểu ở cấp điện áp này

- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong các MBA ít Khi phụ tải trung và cao áp thay đổi, có thể chỉ xảy ra sự phân bố lại công suất ở các cuộn thứ cấp của các máy biến áp tự ngẫu , lượng công suất phải tải qua 2 lần MBA nhỏ

- Phương án 2 có hầu hết các ưu điểm của phương án I

- Số lượng MBA và máy cắt cao áp của phương án II ít hơn phương án I do

có một MBA bộ chuyển từ phía cao sang phía trung cũng làm giảm vốn đầu tư

Nhược điểm :

- Phương án 2 cũng có nhược điểm của phương án I

- Khi một MBA tự ngẫu không làm việc lượng công suất thừa cần tải qua MBA tự ngẫu còn lại sẽ lớn có thể gây quá tải MBA và có thể gây ứ đọng công suất

- Phương án này thường chỉ hợp lý khi công suất của các MFĐ không lớn trong khi điện áp phía cao lại rất lớn (400 – 500 kV )

Phương án IV :

Hình 1.5 Phương án IV

- Phía trung có 1 bộ MF - MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110kV để cung cấp cho phụ tải cấp điện áp 110kV

- Phía cao có 4 bộ MF - MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV và 2 máy biến

áp tự ngẫu làm nhiệm vụ liên lạc giữa 2 cấp 220kV và 110 kV đồng thời cung cấp điện cho phụ tải địa phương

- Tự dùng được lấy từ đầu cực máy phát

Ưu điểm :

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp

- Khi sự cố một MBA tự ngẫu chỉ ảnh hưởng đến việc truyền tải công suất giữa hai cấp điện áp, các máy phát vẫn làm việc bình thường

Nhược điểm :

- Vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng khó khăn, phức tạp

- Số lượng MBA và tổng công suất của các MBA lớn, số lượng máy cắt cao áp lớn, vốn đầu tư lớn không có lợi về kinh tế khi thiết kế

Như vậy: trong 4 phương án thì phương án I và II có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với

phương án III, IV và V do đó ta chon phương án I và II để tính toán chọn phương án tối

ưu

Chương 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp của máy biến áp

Việc phân bố công suất cho các MBA cũng như cho các cấp điện áp của chúng được tiến hành theo nguyên tắc cơ bản sau: Phân công suất cho MBA trong sơ đồ MF-MBA hai cuộn dây là bằng phẳng trong suốt 24 giờ, phần thừa thiếu còn lại do MBA liên lạc đảm nhận trên cơ sở đảm bảo công suất phát bằng công suất thu (phụ tải)(không xét đến tổn thất trong máy biến áp)

Nguyên tắc trên được đưa ra để đảm bảo vận hành đơn giản, không cần chọn MBA trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây loại không điều chỉnh dưới tải, làm hạ vốn đầu tư đáng kể

Sau đây sẽ cụ thể hóa nguyên tắc cơ bản trên vào việc phân bố công suất cho MBA trong bộ MF-MBA hai cuộn dây và MBA liên lạc

2.1.1 MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MBA-MF hai cuộn dây

Công suất của MBA này mang tải bằng phằng trong suốt 24 giờ /ngày và được tính theo công thức sau:

S : Công suất tự dùng riên cho nhà máy

SđmF : Công suất một tổ máy phát

2.1.2 MBA liên lạc

Sau khi phân bố công suất cho MBA hai cuộn dây trong bộ MF-MBA hai cuộn dây, phần công suất còn lại do MBA liên lạc đảm nhận và được xác định trên cơ sở sơ đồ nối điện

và cân bằng công suất (không xét đến tổn thất trong MBA)

2.2 Chọn loại và công suất định mức của MBA

2.2.1 MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

1 Loại MBA hai cuộn dây không có điều chỉnh dưới tải

MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ Như vậy ,chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của MF

Đối với MBA này không cần kiểm tra điều kiện quá tải bởi một trong hai phần tử

MF hay MBA bị sự cố thì cả bộ ngừng làm việc ,không thể xảy ra hiện tượng làm việc trong điều kiện sự cố Cũng chính vì lý do này nên chỉ cần dùng máy cắt (MC) phía cao

áp là đủ, phía hạ áp chỉ cần dùng dao cách ly (CL) phụ cho sửa chữa

2.2.2 MBA liên lạc:máy tự ngẫu

Tất cả các phía của MBA mang tải không bằng phẳng , nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các phía Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ, nên cần có kết hợp với điều chỉnh dưới tải của MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía

3 Kiểm tra quá tải máy biến áp khi sự cố

Đối với MBA liên lạc khi một trong các MBA trong sơ đồ (MBA bộ hay chính MBA liên lạc) thì MBA liên lạc còn lại phải mang tải nhiều hơn ,cùng với sự huy động công suất dự phòng của hệ thống thì mới có thể đảm bảo cung cấp công suất cho phụ tải các cấp cũng như phát về hệ thống như lúc bình thường Bài toán đặt ra là MBA đã quá tải ( gọi là quá tải sự cố ) hết mức so với công suất định mức (khi không phải là MBA tự ngẫu ), hay tính toán ( nếu là MBA tự ngẫu)

Quá tải sự cố tối đa cho MBA cho phép quá tải: Kqt = 1,4 với điều kiện làm việc không quá 6 giờ trong ngày và không được quá 5 ngày đêm liên tục

Nguyên tắc chung :

Để kiểm tra quá tải sự cố cho MBA phải tiên hành thực hiện các bước sau:

1 Chọn tình huống sự cố: Phải chọn tình huống sao cho MBA còn lại mang tải nặng nề nhất

2 Tiến hành tính toán :

- Kiểm tra điều kiện quá tải

- Phân bố công suất cho MBA tại thời điểm sự cố.Từ đó kiểm tra mức độ non tải hay quá tải của tải các cuộn dây của MBA.Cụ thể là:

- Xác định công suất thiếu phát về hệ thống so với lúc bình thường.Từ đó

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA

1 Tính toán tổn thất điện năng trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây

Mùa mưa: 180(ngày)*24(h)=4320(h) mang tải Sbô mua

mùa khô: 185(ngày) *24 (h)=4440 (h)) mang tải Sbô khô

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức sau:

2 Tính toán tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu

Tổn thất công suất ngắn mạch cho từng cuộn:

2 1

Tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu:

Giả sử chiều truyền công suất của MBA liên lạc:

1

2 1

Tính toán tương tự ta có bảng phân bố công suất cho 2 MBA liên lạc tại các thời điểm trong ngày như sau:(Đơn vị: MVA)

Bảng 2.2 Phân bố công suất MBA tự ngẫu trong mùa khô phương án I

I.2 Chọn máy biến áp

1 Máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MF-MBA

Ta có: S đm1S đm2S đm5S bômax S bô mua 65, 74 (7 MVA)

Suy ra chọn MBA như bảng sau:

Cấp

điện áp

Loại MBA

SđmB(MVA)

UC(kV)

UH(kV)

ΔPO (kW)

ΔPN(kW) UN% I0%

Bảng 2.3 Thông số MBA 2 cuộn dây phương án I

2 Máy biến áp liên lạc tự ngẫu

Bảng 2.4 Thông số MBA tự ngẫu phương án I

ở chế độ bình thường thì các cuộn dây của MBA được phép quá tải 30% => kqtbt=1,3

max max max

21, 444

55, 915 6

I.3 Kiểm tra quá tải của MBA

Chọn sự cố nặng nề nhất, nhận thấy có nhiều thời gian SUT max trong ngày => chọn thời gian SUC, SDP cùng đạt công suất lớn nhất Tại thời điểm t 18 20  (h):

( max) max

kho UT VHT

 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn: Giả sử hỏng B5

Hình 2.1 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án I

Kiểm tra điều kiện quá tải:

max

2 .2.0,5.1, 4.160 224( ) 95, 294( )

.0,5.1, 4.160 112( ) 59,394( )

=>hệ thống bù đủ công suất thiếu

Kết luận: Cả 3 điều kiện đều thỏa mãn trong sự cố hỏng một máy biến áp phía

trung khi phụ tải phía trung đạt cực đại

Sự cố hỏng 1 MBA liên lạc:

Do công suất SUT lớn hơn công suất Sbộ, cần có công suất truyền từ máy biến áp liên lạc truyền sang nên sự cố nặng nề nhất là khi hỏng một MBA liên lạc SUT max Lúc này công suất bên trung đang thiếu mà hỏng 1 MBA liên lạc thì sự cố nghiêm trọng

Hình 2.2 Sự cố hỏng 1 MBA 2 tự ngẫu phương án I

Kiểm tra điều kiện quá tải:

max

.0,5.1, 4.160 65, 747 177, 747( ) 95, 294( )

Công suất phía hạ lên trung và Cao.nên Cuộn hạ mang tải nặng nhất.Kiểm tra quá tải cuộn hạ:

max

.0,5.1, 4.160 112( ) 53, 041( )

=>hệ thống bù đủ công suất thiếu

Kết luận: Cả 3 điều kiện đều thỏa mãn trong sự cố hỏng một máy biến áp phía

trung khi phụ tải phía trung đạt cực đại

I.4.Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

 Với sơ đồ bộ MF-MBA

6 1

65, 747 52, 407 (2.8) ΔA 8760.70 310 .4320 4440 2,108.10 ( )

65, 747 52, 407 (2.8) ΔA 8760.80 320 .4320 4440 2, 244.10 ( )

T N

H N

Bảng 2.6 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu mùa khô phương án I

Tổng tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu:

II.1 Phân bố công suất các máy biến áp

1

2( ) [ ( ) ( )]

Bảng 2.8 Phân công suất MBA tự ngẫu trong mùa khô

II.2 Chọn máy biến áp

1 Máy biến áp hai cuộn dây trong bộ MF-MBA

Ta có: S đm1S đm4S đm5S bômax S bô mua 65, 74 (7 MVA)Suy ra chọn MBA như bảng sau:

Cấp

điện áp

Loại MBA

SđmB(MVA)

UC(kV)

UH(kV)

ΔPO (kW)

ΔPN(kW) UN% I0%

Bảng 2.9 Thông số MBA 2 cuộn dây phương án II

2 Máy biến áp liên lạc tự ngẫu

Bảng 2.10 Thông số MBA tự ngẫu phương án II

ở chế độ bình thường thì các cuộn dây của MBA được phép quá tải 30% => kqtbt=1,3

max max max

II.3 Kiểm tra quá tải của MBA

Chọn sự cố nặng nề nhất, nhận thấy có nhiều thời gian SUT max trong ngày => chọn thời gian SUC, SDP cùng đạt công suất lớn nhất Tại thời điểm t 18 20  (h):

max max max ( max) ( max)

95, 294 105,882

12, 706 114,853 48,153

Hình 2.3 Sự cố hỏng 1 MBA 2 dây quấn phương án II

Kiểm tra điều kiện quá tải:

.0,5.1, 4.160 112( ) 59,394( )

=>hệ thống bù đủ công suất thiếu

Kết luận: Cả 3 điều kiện đều thỏa mãn trong sự cố hỏng một máy biến áp phía

trung khi phụ tải phía trung đạt cực đại

Sự cố hỏng 1 MBA liên lạc:

Do công suất SUT nhỏ hơn công suất của 2 bộ MF-MBA(B4+B5), sẽ có một lượng công suất nhất định truyền theo hướng từ trung sang bên cao Khi công suất phía trung(110kV) đạt max thì tiêu thụ đáng kể lượng công suất từ bộ(B4+B5), nếu xảy ra sự

cố ở MBA liên lạc thì sự cố chưa phải nghiêm trọng nhất Khi công suất phía trung (110kV) đạt min thì MBA liên lạc sẽ phải truyền lượng công suất đáng kể, nên sự cố ở trạng thái này là nghiêm trọng nhất

Hình 2.4 Sự cố hỏng 1 MBA 3 tự ngẫu phương án II

Tại SUTmin=74,118 thời điểm 6 - 8 ta có:

min 4, 765( )

UT TD

min

158, 617( )

UT VHT

84, 706( )

UT UC

Phân bố lại công suất:

=> Hệ thống bù đủ công suất thiếu

Kết luận: Cả 3 điều kiện đều thỏa mãn trong sự cố hoản một máy biến áp phía

trung khi phụ tải phía trung đạt cực tiểu

II.4.Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

 Với sơ đồ bộ MF-MBA

 MBA hai cuộn dây 110 KV:

6 1

65, 747 52, 407 (2.8) ΔA 8760.70 310 .4320 4440 2,108.10 ( )

T N

H N

II.5.Tính toán cụ thể ta đƣợc tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B2,B3 trong bảng sau: (Đơn vị: MVA)

Bảng 2.12 Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu mùa khô phương án II

Tổng tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu:

Chương 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Mục đích của việc tính toán kinh tế - kĩ thuật là để chọn được phương án tối ưu nhất trong 2 phương án đang xét Phương án tối ưu nhất phải là phương án vừa đảm bảo được về mặt kỹ thuật lại vừa có chi phí kinh tế thấp

3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối

Trong nhà máy điện, các thiết bị điện và khí cụ điện được nối lại với nhau thành

sơ đồ điện Yêu cầu chung của sơ đồ nối điện là: làm việc đảm bảo, tin cậy, cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt, kinh tế và đảm bảo an toàn cho người vận hành :

- Tính đảm bảo của sơ đồ phụ thuộc vào vai trò quan trọng của hộ tiêu thụ điện

- Tính linh hoạt của sơ đồ được thể hiện bởi khả năng thích ứng với nhiều trạng thái vận hành khác nhau

- Tính kinh tế của sơ đồ được giải quyết bằng hình thức của các hệ thống thanh góp, số lượng khí cụ điện dùng cho sơ đồ Ngoài ra cách bố trí thiết bị trong sơ đồ phải đảm bảo

an toàn cho người vận hành

Số đường dây đấu vào điện áp trung gồm 1 lộ kép và 1 lộ đơn; điện áp cao gồm 2

lộ kép nên ta dùng sơ đồ TBPP hai hệ thống thanh góp được liên lạc với nhau bằng máy cắt liên lạc (MCLL)

Ta có sơ đồ thiết bị phân phối của 2 phương án như sau :

Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án I

220kV 110kV

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án II

3.2 Tính toán kinh tế-kỹ thuật ,chon phương án tối ưu

Để tính toán kinh tế - kỹ thuật cho một phương án, ta cần tính toán tới vốn đầu tư mua thiết bị và phí tổn vận hành hàng năm của phương án đó Khi so sánh hai phương án

ta chỉ cần so sánh đến những phần tử khác nhau, cụ thể là máy biến áp và máy cắt

Ở đây : Vb - tiền mua máy biến áp

KB - hệ số tính đến vận chuyển và xây lắp MBA

VTBPP - Vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối:

VTBPP = Σ ni.vTBPPi (3.3) Với: ni - số mạch cấp điện áp i

vTBPPi - giá thành mỗi mạch TBPP cấp điện áp i

P1 : Tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sửa chữa lớn (đ/năm)

P1 = a%.V

Ở đây :

V : Vốn đầu tư (đ) a% : Định mức khấu hao phần trăm (lấy a% =8,4%) P2 : Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm trong máy biến áp:

P2 = ΔA. (đ/năm) (3.6) Với :

ΔA : Tổn thất điện năng hàng năm trong MBA (kWh)

 : Giá thành trung bình điện năng trong HTĐ (đ/kWh) (lấy  = 1200đ/kWh)

Đơn vị : 1 rúp = 60.000 (vnđ)

3.2.1 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho phương án I:

Tra bảng các máy biến áp đã sử dụng ta có bản sau:

Công suất MVA

Số lượng máy

Giá 1 máy 109(vnđ)

Tổng giá tiền 109(vnđ)

hệ số

KB

VB

109 (vnđ)

Bảng 3.2 Thống kê và tính toán vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án I

Tổng vốn đầu tư cho phương án I:

(3.1)VI = VB + VTBPP = (58,08+52,2).109 = 110,28.109 (vnđ)

2 Chi phí vận hành hàng năm :

a Khấu hao vận hành hàng năm và chi phí sửa chữa lớn :

Lấy định mức khấu hao a% =8,4% (tra bảng 4.2[1.tr58]

9

9 1

b) Chi phí do tổn thất điện năng :

Dựa vào (bảng 2.15 - chương 2) ta có ΔAI =9,434 106 (kWh)

2

(3.6)P  A I. 9, 434.10 1200 11, 321.10 (vnd)Vậy chi phí vận hành hàng năm của phương án I là :

(3.4)P  P  P  (9, 264 11,321).10  20,584.10 (vnd)

3.2.2 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế cho phương án II:

Tra bảng các máy biến áp đã sử dụng ta có bảng sau:

Cấp

điện áp

kV

Loại MBA

Công suất MVA

Số lượng máy

Giá 1 máy 109(vnđ)

Tổng giá tiền 109(vnđ)

hệ số

KB

VB

109 (vnđ)

Bảng 3.4 Thống kê và tính toán vốn đầu tư thiết bị phân phối phương án II

Tổng vốn đầu tư cho phương án II:

(3.1)VII = VB + VTBPP = (59,88+49,8).109 = 109,68.109 (vnđ)

2 Chi phí vận hành hàng năm :

a Khấu hao vận hành hàng năm và chi phí sửa chữa lớn :

Lấy định mức khấu hao a% =8,4% (tra bảng 4.2[1.tr58]

9

9 1

b) Chi phí do tổn thất điện năng :

Dựa vào (bảng 2.15 - chương 2) ta có ΔAII = 9,701 106 (kWh)

2

(3.6)P  A II. 9, 701.10 1200 11, 641.10 ( vnd)Vậy chi phí vận hành hàng năm của phương án I là :

(3.4)P  P  P  (9, 213 11, 641).10  20,854.10 (vnd)

3.3 Lựa chọn phương án tối ưu

Từ các kết quả tính toán ở trên, ta có bảng tổng kết chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho 2 phương án như sau :

+ Chọn điểm ngắn mạch N3‟, nguồn cấp là máy phát F3

+ Chọn điểm ngắn mạch N3, nguồn cấp là hệ thống và các máy phát của nhà máy trừ máy phát F3

- Tự dùng, phụ tải địa phương : Chọn điểm ngắn mạch N4, nguồn cấp là các máy phát của nhà máy và hệ thống

Ta có sơ đồ các điểm ngắn mạch của phương án I như sau :

C X

H B3

4 E N4

H B4

F5 X

N2

T B4

X

T B3

Hình 4.2 Sơ đồ thay thế phương án I

Xác định các thông số của sơ đồ

X : Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống

SđmHT : Công suất tổng của hệ thống (không kể nhà máy thiết kế

 X1 XHT 1, 05 100 0, 03

3500

2 Đường dây :

Nhà máy nối với hệ thống bằng đường dây kép dài 60 km Áp dụng công thức tính điện kháng đường dây dạng tđcb như sau :

cb

cb

SL

2 U

Trong đó:

L : Chiều dài đường dây ( km )

P

Trong đó :

Tmax : Thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm

A : Lượng điện năng tiêu thụ trong 1 năm

Pmax : Công suất cực đại

Mà Anăm 185.Akhôngay 180.Amuangay

Từ đó tra bảng (5.1)[1.tr67] ta được Jkt = 1 (A/mm2)

Dòng làm việc bình thường của mạch đường dây về hệ thống là:

max VHT bt

C

158,S

617.220

Thay Ibt và Jkt vào công thức (3.3) trên ta được tiết diện dây dẫn cần thiết là :

a) Máy biến áp 2 cuộn dây :

Áp dụng công thức tính điện kháng MBA 2 dây quấn dạng tđcb như sau :

UN% : Điện áp ngắn mạch của MBA cho dưới dạng phần trăm (%)

SđmB : Công suất định mức của MBA (MVA)

b) Máy biến áp tự ngẫu :

Điện kháng của các cuộn dây MBA tự ngẫu được tính :

100.SS

UN(C-T)%; UN(C-H)%; UN(T-H)% : Điện áp ngắn mạch cao- trung; cao- hạ; trung-

hạ cho dưới dạng phần trăm (%)

Theo bảng 2.12 SđmTN =160 (MVA); UN(C-T)% = 11%; UN(C-H) = 32%; UN(T-H) = 20% , lấy (4.8) thay vào (4.7) ta có:

- Điện kháng cuộn cao :

Trong đó: Xd- điện kháng siêu quá độ của MF, dưới dạng tương đối định mức

SđmF - công suất định mức của MF ( MVA)

Scb - công suất cơ bản (MVA) Theo bảng (1.1) Xd = 0,14 Áp dụng công thức (4.9),ta có :

E HT

N3' N3

N2

N4

1

0, 03 2

0, 024

5 0,138

13 0,131

7

0, 072

10

0, 072 8

0,128

11 0,128 6

Hình 4.3 Sơ đồ thay thế đầy đủ số liệu phương án I

4.3 Tính toán ngắn mạch theo điểm

E HT

1

0, 03 2

0, 033

5 0,138

13 0,131

3 0,138

7

0, 072

10

0, 072 8

0,128

11 0,128 6

Tính toán và biến đổi ta có :

18 0,338

E 3

19 0,341

E 4

E 5 N1

N1 là điểm ngắn mạch có tính chất đối xứng, nên sơ đồ thay thế sau khi đã gập hình theo trục đối xứng với các điện kháng đƣợc tính là :

0,054

160,174

200,036 0,16921

E 1,2

E 3,4

E5

190,341

160,174

E3,4,5

200,036

E1,2

220,113

23 22 200,113 0,036 0,149

Ghép E3,4,5 và E1,2với nhau ta có :

Hình 4.5 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N1 sau khi đã rút gọn

 Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N 1 nhƣ sau :

0, 024

5 0,138

13 0,131

7

0, 072

10

0, 072 8

0,128

11 0,128 6

Hình 4.6 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N 2

Tính toán và biến đổi nhƣ ngắn mạch N1 ta có :

E HT

15

0, 054

16 0,174

Hình 4.7 Sơ đồ tính toán ngắn mạch N2 sau khi đã rút gọn

 Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm N 2 nhƣ sau :

Dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điển ngắn mạch N2 :

3, Ta có sơ đồ tính toán ngắn mạch N 3 như sau :

Nguồn cấp cho điểm ngắn mạch N3 gồm hệ thống và các máy phát của nhà máy trừ máy phát F3, điểm ngắn mạch N3 thuộc cấp điện áp 13,8 kV; ta có sơ đồ thay thế nhƣ sau :

E HT

1

0, 03 2

0, 024

5 0,138

13 0,131

7

0, 072

10

0, 072 8

0,128

11 0,128 6

E 1

3 0,138

4

0, 21

Hình 4.8 Sơ đồ tính toán ngắn mạch điểm N 3