1Bài giảng cung cấp điện biên soạn TRẦN tấn lợi

Khi đó độ lệch điện áp so với giá trị yêu cầu hoặc định mức đợc mô tả nh một đại lợng ngẫu nhiên có phân bố chuẩn, và một trong những mục tiêu quan trọng của điều chỉnh điện áp là: sao

Tập bài giảng môn học cung cấp điện dùng chung cho ngành HTĐ và các ngành điện khác hoặc các ngành khác có liện quan Đây chỉ là tài liệu tóm tắt dùng làm bài giảng của tác giả Trần Tấn Lợi Khi sử dụng cho các đối t ợng khác nhau tác giả sẽ có những thêm bớt cho phù hợp hơn.

Bài mở đầu:

Các tài liệu tham khảo:

1 Giáo trình CCĐ cho xí nghiệp công nghiệp

Bộ môn phát dẫn điện xuất bản 1978 (bản in roneo)

2 Giáo trình CCĐ (tập 1 và 2)

Nguyễn Công Hiền và nhiều tác giả xuất bản 1974,1984

3 Thiết kế CCĐ XNCN

Bộ môn phát dẫn điện (bản in roneo khoa TC tái bản)

4 Một số vấn đề về thiết kế và qui hoạch mạng điện địa phơng

Đặng Ngọc Dinh và nhiều tác giả

5 Giáo trình mạng điện

Bộ môn phát dẫn điện

1 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Chơng I

Những vấn đề chung về HT-CCĐ

1.1 Khái niệm về hệ thống điện:

Ngày nay khi nói đến hệ thông năng lợng, thông thờng ngời ta thờng hình dung

nó là hệ thông điện, tơng tự nh vậy đôi lúc ngờng ta gọi Khoa điện là Khoa năng lợng, đó không phải là hiện tợng ngẫu nhiên mà nó chính là bản chất của vấn đề.

Lý do là ở chỗ năng lợng điện đã có u thế trong sản xuất,khai thác và truyền tải, cho nên hầu nh toán bộ năng lợng đang khai thác đợc trong tự nhiên ngời ta đều chuyển đổi nó thầnh điện năng trớc khi sử dụng nó Từ đó hình thành một hệ thống điện nhằm tryuền tải, phân phối và CCĐ điện năng đến từng hộ sử dụng

điện.

Một số u điểm của điện năng:

+ Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lợng khác (Quang, nhiệt, hoá cơ năngã) + Dễ chuyền tải và truyền tải với hiệu suất khá cao.

+ Không có sắn trong tự nhiên, đều đợc khai thác rồi chuyển hoá thành điện năng ở nơi sử dụng điện năng lại dẽ dàng chuyển thành các dạng năng lợng

rồi đợc đổi thành điện năng (VD NM nhiệt điện thờng đợc xây dựng tại nơi gần nguồn than; NM thỷ điện gần nguồn nớcã) Đó cũng chính là lý do xuất hiện hệ thống tryền tải, phân phối và cung cấp điện năng mà chung ta thờng giọ là hệ thông điện.

Định nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng; khâu tryền tải; phân phối và cung cấp điện năng đến tận các hộ dùng điện (xem HV.)

Từ đó cho thấy lĩnh vực cung cấp điện có một ý nghĩa hẹp hơn

Định nghĩa: Hệ thống cung cấp điện chỉ bao gồm các khâu phân phối; Tuyền tải

& cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ điện.

Vài nét đặc tr ng của năng l ợng điện:

sản xuất & tryền tải

(phát dẫn điện)

HV 01

1- Khác với hầu hết các sản phẩm, điện năng đợc sản xuất ra, nói chung không tích trữ đợc (trừ vài trờng hợp đặc biệt với công suất nhỏ nh pin, acqui ) → Tại mỗi thời điểm luôn luôn phải đảm bảo cần bằng giữa lợng

điện năng sản xuất ra và tiêu thụ có kể đến tổn thất trong khâu truyền tải.

Điều này când phải đợc quán triệt trong khâu thiết kế, qui hoạch, vận hành và điều độ hệ thống điện, nhằm giữ vững chất lợng điện (u & f) 2- Các quá trình về điện xẩy ra rất nhanh Chẳng hạn sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp sỉ tốc độ ánh sáng 300 000 km/s (quá trình ngắn mạch, sóng sét lan truyền lan tuyền) → Đóng cắt của các thiết

bị bảo v.vã đều phải xẩy ra trong vòng nhỏ hơn 1/10 giây → cần thiết để thiết kế, hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ.

3- Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế qquốc dân (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp dệtã) → là một trong những động lực tăng năng suất lao động tạo nên sự phát triển nhịp nhành trong cấu trúc kinh tế Quán triệt đặc điểm này sẽ xây dựng những quyết định hợp lý trong mức độ điện khí hoá đối với các ngành kinh

tế – Các vùng lãnh thổ khác nhau – Mức độ xây dựng nguồn điện, mạng

l-ới truyền tải, phân phối → nhằm đáp ứng sự phát triển cân đối, tránh đợc những thiệt hại kinh tế quốc dân do phải hạn chế nhu cầu của các hộ dùng điện.

Nội dung môn học:

Nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế hệ thống CCĐ-XN nói chung và HTĐ nói riêng Một phơng án CCĐ đợc gọi là hợp lý phải kết hợp hài hoà một loạt các yêu cầu nh:

• Tính kinh tế (vốn đầu t nhỏ).

• Độ tin cây (xác suất mất điện nhỏ).

• An toàn và tiện lợi cho việc vận hành thiết bị.

Nh vậy lời giải tối u khi thiết kế HTĐ phải nhận đợc từ quan điểm hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát triển năng lợng của vùng; Phải đợc phối hợp ngay trong những vấn đề cụ thể nh – Chọn sơ đồ nối dây của lới điện, mức tổn thất

điện áp ã.Việc lựa chọn PA’ CCĐ phải kết hợp với việc lựa chọn vị trí, công suất của nhà máy điện hoặc trạm biến áp khu vực.

Phải quan tâm đến đặc điểm công nghệ của xí nghiệp, xem xét sự phát triển của xí nghiệp trong kế hoạch tổng thể (xây dựng, kiến trúcã ) Vì vậy các dự án

về thiết kế CCĐ-XN, thờng đợc đa ra đồng thời với các dự án về xây dựng, kiến trúc, cấp thoát nớc v.vã và đợc duyệt bởi một cơ quan trung tâm ở đây có sự phối các mặt trên quan điểm hệ thống và tối u tổng thể.

1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp:

Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia

* Hộ dùng điện làm việc với tần số ≠ 50 Hz.

* Hộ dùng dòng điện một chiều.

b) Theo chế độ làm việc: (của các hộ dùng điện).

• Dài hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, làm việc dài hạn mà nhiệt

độ không vợt quá giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nénã).

định (VD các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại,

động cơ đóng mở van của TB thuỷ lực).

• Ngắn hạn lập lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của TB xen lẫn với thời kỹ nghỉ ngắn hạn → đợc đặc trng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện và thời gian toàn chu trình sản suất (VD máy nâng; TB hàn ).

c) Theo mức độ tin cây cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế

và xã hội, các hộ tiêu thụ điện đợc CCĐ với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 3 loại.

• Hộ loại I: Là hộ mà khi sự cố ngừng CCĐ sẽ gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng con ngời, hoặc ảnh hởng có hại lớn về chính trị; – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ Hộ loại I phải đợc CCĐ từ 2 nguồn độc lập trở lên Xác suất ngừng CCĐ rất nhỏ, thời gian ngừng CCĐ thờng chỉ đợc phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớnã).

đến thiệt hại về kinh tế do h hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí loa động v.vã Hộ loại II đợc CCĐ từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng CCĐ cho phép bằng thời gian để đóng TB dự trữ bằng tay (XN cơ khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công nghiệp địa phơngã).

• Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại

1 và 2 Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự

cố nhng không quá một ngày đêm Hộ loại III thờng đợc CCĐ bằng một nguồn

1.3 Các hộ tiêu thụ điện điển hình:

1) Các thiết bị động lực công nghiệp.

2) Các thiết bị chiếu sáng (thờng 1 pha, ĐTPT bằng phẳng, cosϕ = 1ữ0,6) 3) Các TB biến đổi.

Các động cơ truyền động máy gia công.

4) Lò và các thiết bị gia nhiệt.

5) Thiết bị hàn.

(Giải công suất; dạng ĐTPT; Giải U dm ; f dm ; cosϕ ; T max ;đặc tính phụ tải; thuộc hộ tiêu thụ loại 1; 2 hoặc 3ãã).

1.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong CCĐ-XN:

Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống CCĐ đợc đánh giá bằng chất lợng điện năng cung cấp, thông qua 3 chỉ tiêu cơ bản U; f; tính liên tục CCĐ.

*Tính liên tục CCĐ: hệ thống CCĐ phải đảm bảo đợc việc CCĐ liên tục theo yêu cầu của phụ tải (yêu cầu của hộ loại I; II & III).

Chỉ tiêu này thờng đợc cụ thể hoá bằng xác suất làm việc tin cậy → trên cơ sở này ngời ta phân các hộ tiêu thụ thành 3 loại hộ mà trong thiết kế cần phải quán triệt để có đợc PA’ CCĐ hợp lý.

* Tần số: độ lệch tần số cho phép đợc qui định là ± 0,5 Hz Để đảm bảo tần số của hệ thống điện đợc ổn định công suất tiêu thụ phải =< công suất của HT Vậy

ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng thờng phải đặt thêm TB tự động đóng thêm máy phát điện dự trữ của XN hoặc TB bảo vệ sa thải phụ tải theo tần số.

*Điện áp: Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức đợc qui định nh sau: (ở chế độ làm việc bình thờng).

+ Mạng động lực: [∆U%] = ± 5 % U dm

+ Mạng chiếu sáng: [∆U%] = ± 2, 5 % U dm

Trờng hợp khởi động động cơ hoặc mạng điện đang trong tình trạng sự cố thì độ lệch điện áp cho phép có thể tới (-10 ữ 20 %)U dm Tuy nhiên vì phụ tải điện luôn thay đổi nên giá trị điện áp lại khác nhau ở các nút của phụ tải → điều chỉnh rất phức tạp Để có những biện pháp hiệu lực điều chỉnh điện áp, cần mô tả sự diễn biến của điện áp không những theo độ lệch so với giá trị định mức, mà còn phải thể hiện đợc mức độ kéo dài Khi đó chỉ tiêu đánh giá mức độ chất lợng điện áp

là giá trị tích phân.

dt

U

U ) t ( U T

dm

Trong đó:

U(t) - giá trị điện áp tại nút khảo sát ở thời điểm t.

T - khoảng thời gian khảo sát.

U dm - giá trị định mức của mạng.

Khi đó độ lệch điện áp so với giá trị yêu cầu (hoặc định mức) đợc mô tả nh một

đại lợng ngẫu nhiên có phân bố chuẩn, và một trong những mục tiêu quan trọng của điều chỉnh điện áp là: sao cho giá trị xác suất để trong

suốt khoảng thời gian khảo sát T độ lệch điện áp nằm trong phạm vi cho phép,

đạt cực đại.

Ngoài ra khi nghiên cứu chất lợng điện năng cần xét đến hành vi kinh tế, nghĩa là phải xét đến thiệt hại kinh tế do mất điện, chất lợng điện năng xấu Chẳng hạn khi điện áp thấp hơn định mức, hiệu xuất máy giảm, sản xuất kém, tuổi thọ động cơ thấp hơn định mức, hiệu suất máy giảm, sản phẩm kém, tuổi thọ động cơ giảm v.v Từ đấy xác định đợc giá trị điện áp tối u Mặt khác khi nghiên cu chất l- ợng điện năng trên quan điểm hiệu sử dụng điện, nghĩa là điều chỉnh điện áp và

đồ thị phụ tải sao cho tổng số điện năng sử dụng với điện áp cho phép là cực đại Những vấn đè nêu trên cần có những nghiên cu tỉ mỉ dựa trên những thông kê có

hệ thông về phân phối điện áp tại các nút, suất thiệt hại kinh tế do chất l ợng điện xấu

1.4 Một số ký hiệu th ờng dùng:

2 - §éng c¬ ®iÖn.

3 – M¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y.

4 – M¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y.

5 – M¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh díi t¶i.

11 – CÇu dao c¸ch ly.

12 – M¸y c¾t phô t¶i.

30 - Đờng dây điện áp U ≤ 36 V.

31 – Đờng dây mạng động lực 1 chiều.

32 – Chống sét ống.

33 – Chông sét van.

34 – Cầu chì tự rơi.

Chơng II

Phụ tải điện

Vai trò của phụ tải điện: trong XN có rất nhiều loại máy khác nhau, với nhiều công nghệ khác nhau; trình độ sử dụng cũng rất khác nhau cùng với nhiều yếu tố khác dẫn tới sự tiêu thụ công suất của các thiết bị không bao giờ bằng công suất

định mức của chúng Nhng mặt khác chúng ta lại cần xác định phụ tải điện Phụ tải điện là một hàm của nhiều yếu tố theo thời gian P(t), và vì vậy chung không tuân thủ một qui luật nhất định → cho nên việc xác định đợc chúng là rất khó khăn Nhng phụ tải điện lại là một thông số quan trọng để lựa chọn các thiết bị của HTĐ Công suất mà ta xác định đợc bằng cách tính toán gọi là phụ tải tính toán P tt

Nếu P tt < P thuc tê → Thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể dẫn đến cháy nổ Nếu P tt > P thuc tê→ Lãng phí.

Do đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định P tt sát nhất với P_thực tế Chủ yếu tồn tại 2 nhóm phơng pháp.

+ Nhóm phơng pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và đợc tổng kết lại bằng các hệ số tính toán (đặc điểm của nhóm phơng pháp này là: Thuận lợi nhất cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nhng thờng cho kết quả kém chính xác).

+ Nhóm thứ 2 là nhóm phơng pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và thống kê (có u điểm ngợc lại với nhóm trên là: Cho kết quả khá chính xác, xong cách tính lại khá phức tạp ).

2.1 Đặc tính chung của phụ tải điện:

1)

Các đặc tr ng chung của phụ tải điện:

Mỗi phụ tải có các đặc trng riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện làm việc của mình mà khi CCĐ cần phải đợc thoả mãn hoặc chú ý tới (có 3 đặc trng chung) a) Công suất định mức:

“ Là thông số đặc trng chính của phụ tải điện, thờng đợc ghi trên nhãn của máy hoặc cho trong lý lịch máy”.

Đơn vị đo của công suất định mức thờng là kW hoặc kVA Với một động cơ điện

P đm chính là công suất cơ trên trục cơ của nó.

dm

dm d

P P

η

=

ηdm – là hiệu suất định mức của động cơ thờng lấy là 0,8 ữ 0,85 (với động cơ không đồng bộ không tải) Tuy vậy với các động cơ công suất nhỏ và nếu không cần chính xác lắm thì có thể lấy P d≈ P dm

Chú ý:

+ Với các thiết bị nung chẩy công suất lớn, các thiết bị hàn thì công suất định mức chính là công suất định mức của máy BA và thờng cho là [kVA].

+ Thiết bị ở chế độ ngắn hạn lập lại, khi tính phụ tải tính toán phải qui đổi về chế

độ làm việc dài hạn (tức phải qui về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện tơng đối).

Đ

P đm

m

P đ

P’ dm – Công suất định mức đã qui đổi về εdm %.

S dm ; P dm ; cosϕ ; εdm % - Các tham số định mức ở lý lịch máy của TB.

chúng sử dụng dòng điện với tần số rất khác nhau từ f = o Hz (TB một chiều) đến các thiết bị có tần số hàng triệu Hz (TB cao tần) Tuy nhiên chúng vẫn chỉ đợc CCĐ từ lới điện có tần số định mức 50 hoặc 60 Hz thông qua các máy biến tần Chú ý: Các động cơ thiết kế ở tần số định mức 60 Hz vẫn có thể sử dụng đợc ở lới

có tần số định mức 50 Hz với điều kiện điện áp cấp cho động cơ phải giảm đi theo

tỷ lệ của tần số (VD động cơ ở lới 60 Hz muốn làm việc ở lới có tần số 50 Hz và

U dm =380 V, thì điện áp trớc đó của nó phải là 450ữ460 V).

2)

Đồ thị phụ tải:

“ Đặc trng cho sự tiêu dùng năng lợng điện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp Nó là tài liệu quan trọng trong thiết và vận hành”.

a)

Phân loại: có nhiều cách phân loại

+ Đồ thị phụ tải tác dụng P(t).

* Theo đại lợng đo + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t).

+ Đồ thị phụ tải điện năng A(t).

+ Đồ thị phụ tải hàng ngày.

* Theo thời gian khảo sát + Đồ thị phụ tải háng tháng.

+ Đồ thị phụ tải hàng năm.

Đồ thị phụ tải của thiết bị riêng lẻ ký hiệu là p(t); q(t); i(t)

Của nhóm thiết bị P(t); Q(t); I(t)

+ Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (VH- 2a)

+ Do nhân viên trực ghi lại sau những giờ nhất định (HV-2b).

+ Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình trong những khoảng nhất

định (HV-2c).

+ Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đó sắp xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, nó còn làm căn cứ để tính chọn thiết bị, tính

điện năng tiêu thụã

+ Các thông số đặc trng của đồ thị phụ tải hàng ngày:

1- Phụ tải cực đại P max ; Q max

2- Hệ số công suất cực đại cosϕmax

tơng ứng với tgϕmax = Q max /P max

3 - Điện năng tác dụng &

lý nhất, nhằm đáp ứng các yêu cầu của sản xuất (VD: vào tháng 3,4 → sửa chữa vừa và lớn, còn ở những tháng cuối năm chỉ sửa chữa nhỏ và thay các thiết bị.

Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm

điển hình (thờng chọn 1 ngày điển hình vào mùa đông và vào mùa hạ).

Gọi: n 1 – số ngày mùa đông trong năm

n 2 – số ngày mùa hè trong năm → T i = (t’ 1 + t” 1 ).n 1 + t’ 2 n 2

Các thông số đặc tr ng của đồ thị phụ tải năm:

1 - Điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong một năm làm việc:

A [kWh/năm] & Ar [kVArh/năm]

Chúng đợc xác địng bằng diện tích bao bởi đờng ĐTPT và trục thời gian.

2- Thời gian sử dụng công suất cực đại:

max max

Khái niêm về T max & τ :

Định nghĩa T max : “ Nếu giả thiết rằng ta luôn luôn sử dụng công suất cực đại, thì thời gian cần thiết T max để cho phụ tải đó tiêu thụ đợc một lợng điện năng bằng l-

ợng điện năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm việc”.

T max đợc gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

Định nghĩa τ “ Giả thiết ta luôn luôn vận hành với tổn thất công suất lớn nhất, thì thời gian cần thiết τ để gây ra đợc lợng điện năng tổn thất bằng lợng điện năng tổn thất do phụ tải thực tế gây ra trong một năm làm việc, gọi là thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất”

3)

Chế độ làm việc của phụ tải và qui đổi phụ tải:

a)

Chế độ làm việc của phụ tải: 3 chế độ

Chê độ dài han: Chế độ trong đó nhiệt độ của TB tăng đến giá trị xác lập và

là hằng số không phụ thuộc vào sự biến đổi của công suất trong khoảng thời gian bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của cuộn dây Phụ tải có thể làm việc với đồ thị bằng phẳng với công suất không đổi trong thời gian làm việc (quạt gió, các lò điện trởã) hoặc đồ thị phụtải không thay đổi trong thời gian làm việc.

Chế độ làm việc ngắn hạn: Trong đó nhiệt độ của TB tăng lên đến giá trị nào

đó trong thời gian làm việc, rồi lại giảm xuống bằng nhiệt độ môi trờng xung quanh trong thời gian nghỉ.

Chế độ ngắn hạn lập lại: Trong đó nhiệt độ của TB tăng lên trong thời gian làm việc nhng cha đạt giá trị cho phép và lại giảm xuống trong thời gian nghỉ, nhng cha giảm xuống nhiệt độ của môi trờng xung quanh.

Đặc trng bằng hệ số đóng điện ε%

T

t 100 t t

t

%

c

d d

0

+

=ε

t d – thời gian đóng điện của TB.

t 0 – thời gian nghỉ.

T c – là một chu kỳ công tác và phải nhỏ hơn 10 phút.

b) Qui đổi phụ tải 1 pha về 3 pha:

T max – ứng với mỗi XN khác nhau sẽ có giá trị khac nhau.

+ Trị số này có thể tra ở sổ tay và thờng đợc định nghĩa theo P & Q hai thông số này thờng không trùng nhau.

+ Qua thông kê có thể đa ra T max điển hình của một số XN.

+ T max lớn → đồ thị phụ tải càng bằng phẳng.

+ T max nhỏ → đồ thị phụ tải ít bằng phẳng hơn.

Vì tất cả các TB CCĐ từ nguồn đến các đờng dây tuyền tải đều là các TB.

3 pha, các thiết bị dùng điện lại có cả thiết bị 1 pha (thờng công suất nhỏ) Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha hoặc điện áp dây → Khi tính phụ tải cần phải đợc qui đổi về 3 pha.

+ Khi có 1 TB đấu vào điện áp pha thì công suất tơng đơng sang 3 pha:

P dm td = 3.P dm fa

+ Khi có 1 phụ tải 1 pha đấu vào điện áp dây.

Để tính toán cho trờng hợp này, trớc tiên phải qui đổi các TB 1 pha đấu vào điện

áp dây về TB đấu vào điện áp pha Sau đó sẽ xác định đợc công suất cực đại của

1 pha nào đó (P dmfamax ).

2.1 Các ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán:

1) Khái niệm về phụ tải tính toán:

“ Là phụ tải không có thực mà chúng ta cần phải tính ra để từ đó làm cơ sở cho việc tính toán thiêts kế, lựa chọn TB CCĐ” → có 2 loại

+ Phụ tải tính toán theo phát nóng cho phép.

+ Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất.

Phụ tải tính toán theo phat nóng:

Định nghĩa: “là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế (biến thiên) về hiệu quả nhiệt lớn nhất”.

+ Trong thực tế thờng dùng phụ tải tính toán tác dụng P tt vì nó đặc trng cho quá trình sinh công, thuận tiện cho việc đo đạc vận hành.

tt tt

t ( P P

T 0

tb = ∫ T – thời gian khảo sát.

P(t) - đồ thị phụ tải thực tế.

+ Sự phát nóng của dây dẫn là kết quả của sự tác dụng của phụ tải trong thời gian

T Ngời ta nhận thấy rằng giá trị trung bình của phụ tải trong thời gian này P T đặc trng cho sự phát nóng của dây dẫn chính xác hơn so với công suất cực đại tức thời

P max trong khoảng thời gian đó.

T 0 – hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn vì sau khoảng thời gian này trị số phát nóng đạt tới 95% trị số xác lập.

K M – Hệ số cực đại công suât tác dụng với khoảng thời gian trung bình T=30 phút (với P tt và K M khi không có ký hiệu đặc biệt đợc hiểu là tính với T=30 phút).

+ Trong thực tế T thờng đợc lấy là 30 phút, gần bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của các loại dây dẫn có tiết diện trung bình và nhỏ → Nếu hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn lớn hơn so với 10 phút thì công suất cực đại 30 phút phải qui đổi ra công suất cực đại với khoảng thời gian dài hơn Bên cạnh P tt còn có

Q tt ;S tt và I tt

Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất cho phép: còn gọi là phụtải đỉnh nhọn

P dn ;Q dn ;S dn ;I dn - là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (1ữ2 giây) Nó gây ra tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện và các điều kiện làm việc nặng

nề nhất cho mạng Mà chính lúc đó lại cần phải đảm bảo các yêu cầu của sản xuất VD moment khởi động của động cơ, chất lợng các mối hàn, độ ổn định của

ánh sáng điện.

+ Đối với phụ tải đang vận hành có thể có đợc bằng cách đo đạc, còn trong thiết

kế có thể xác định gần đúng căn cứ vào các giá trị đặc trng của các phụ tải đã có

và đã đợc đo đạc thống kê trong quá trình lâu dài.

2) Các ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán: (theo ĐK phát nóng)

Tuy thuộc vào vị trí của phụ tải, vào gai đoạn thiết kế mà ngời ta dùng phong pháp chính xác hoặc đơn giản Khi xác định P tt cần lu ý một ssố vấn đề:

+ Đồ thị phụ tải luôn luôn thay đổi theo thời gian, tăng lên và bằng phẳng hơn theo mức hoàn thiện kỹ thuật sản xuất (hệ số điền kín phụ tải tăng lên dần).

+ Việc hoàn thiện quá trình sản xuất (tự động hoá và cơ giới hoá) sẽ làm tăng lợng

điện năng của xí nghiệp → khi thiết kế CCĐ phải tính đến sự phát triển tơng lai của xí nghiệp, phải lấy mức của phụ tải xí nghiệp 10 năm sau.

Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng:

Ptb2P

+ Tồn tại một khoảng thời gian tối u mà phụ tải trung bình lấy trong thời gian đó đặc trng chính xác nhất cho sự thay đổi phát nóng của dây dẫn trong khoảng đó.

+ Ngời ta thờng lấy:

T tb = 3T 0

1- Theo công suât trung bình và hệ số cực đại: còn gọi là phơng pháp biểu đồ hay phơng pháp số thiết bị điện hiệu quả - thờng đợc dùng cho mạng điện PX điện

áp đến 1000 V và mạng cao hơn, mạng toàn xí nghiệp.

2- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình: đây là phơng pháp thống kê - dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V

3- Theo công suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải: dùng cho mạng điện từ trạm biến áp phân xởng cho đến mạng toàn xí nghiệp.

4- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (cần dùng): dùng để tính toán sơ bộ, ngoài ra còn 2 phơng pháp khác.

5- Theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản phẩm:

6- Theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất:: cả hai phuoeng pháp trên

đều dùng để tính toán sơ bộ

1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại:

Theo phơng pháp này phụ tải tính toán của nhóm thiết bị:

P tt =K M P tb =K M K sd P dm

P tb – công suất trung bình của phu tải trong ca mang tải lớn nhất.

P dm – công suất định mức của phụ tải (tổng P dm của TB trong nhóm ).

K sd – hệ số sử dụng công suât tác dụng (của nhóm TB.)

K M – Hệ số cực đại công suât tác dụng với khoảng thời gian trung bình T=30 phút (với P tt và K M khi không có ký hiệu đặc biệt đợc hiểu là tính với T=30 phút).

a) Hệ số sử dụng công suât:: K sd “là tỉ số giữa công suất trung bình và công suất

định mức” hệ số sử dụng đợc định nghĩa cho cả Q; I Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu bằng chữ nhỏ còn với nhóm TB đợc kí hiệu bằng chữ in hoa.

dm

tb sd

n 1 i

sdi dmi dm

tb sd

p

k p P

P K

A - điện năng tiêu thụ trong 1 ca theo đồ thị phụ tải.

A r - điện năng tiêu thụ định mức.

Tơng tự ta có:

dm

tb sdq

sdqi dmi dm

tb sdq

q

k q Q

Q K

n 1

dm

tb sdI

i

k i I

I K

+ hệ số sử dụng các thiết bị riêng lẻ và các nhóm thiết bị đặc trng đợc xây dựng theo các số liệu thống kê lâu dài và đợc cho trong các cẩm nang kỹ thuật.

b) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả: n hq

Định nghĩa: “là số thiết bị điện giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc

mà chúng gây ra một phụ tải tính toán, bằng phụ tải tính toán của nhóm TB có đồ thị phụ tải không giống nhau về công suất và chế độ làm việc”

Công thức đầy đủ để tính số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm có n thiết bị:

2 dmi

2 n

1 i dmi hq

p

p n

p dmi – công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm.

min dm

max

thiết bị thực tế của nhóm → n hq =n

hoặc bằng 5 % tổng công suất định mức của toàn nhóm

14 2 10 5 7 6 5 , 4 5 6 , 0 10

2 2

2 2 2

2

= +

+ + +

+ + + +

+ Tính gần đúng: vì nhóm có 10 thiết bị rất nhỏ (0,6 kW)

10x0,6= 6 kW < ∑ p dm x 5% = 148,5x5%= 7,4 → n hq = n – n 1 = 28 – 10 = 18 kết quả này sai số 10%.

+ Khi m > 3 và K sd≥ 0,2 thì

max dm

n 1

p 2

n ∑=

= Chú ý: nếu tính ra n hq > n Thì sẽ lấy → n hq =n

Ví dụ: Nhóm có các thiết bị làm việc dài hạn Hãy xác đinh số thiết bị hiệu quả của nhóm; K sd = 0,4

p 2 n

max dm

n 1

=

+ Khi không có khả năng sử dụng các ph ơng pháp đơn giản: thì phải sử dụng các

đờng cong hoặc bảng tra Bảng và đờng cong đợc xây dựng quan hệ số thiết bị hiệu quả tơng đối theo n * và p * tức

P dm1 - Tổng công suất của n 1 thiết bị.

P dm - Tổng công suất định mức của tất cả TB.

p 2

dt ) t ( P P

T 0

T – thời gian khảo sát lấy bằng độ dai của ca mang tải lớn nhất Tơng tự ta có hệ

số cực đại với dòng điện:

của nhiều tác giả khác nhau.

+ Trong thực tế thờng K M đợc xây dựng theo quan hệ của n hq và k sd dới dạng đờng cong hoặc dạng bảng tra → K M = f(n hq ; k sd ).

+ Cần nhớ rằng K M tra đợc trong các bảng tra thờng chỉ tơng ứng với thời gian tính toán là 30 phút Trờng hợp khi tính P tt với T>30 phút (với thiết bị lớn) thì K M sẽ phải tính qui đổi lại theo công thức:

∑n

1

dmi

p - Tổng công suất của thiết bị một pha tại nút tính toán.

P dmmax - Công suất định mức của thiết bị 1 pha lớn nhất.

T 2

K 1

i dmi

tb

p

cos p cos

ϕϕ

e) Nhữg tr ờng hợp riêng dùng ph ơng pháp đơn giản để tính P tt :

+ Khi n hq < 4 → trờng hợp này không tra đợc K M theo đờng cong.

+ Nếu n ≤ 3 → ∑

=

= n

1 i dmi

i dmi n

1 i dmi

ti dmi

tqi dmi

Q

k ti và k tqi - là hệ số tải tác dụng và hệ số tải phản kháng.

+ Khi không có số liệu cụ thể lấy gần đúng với thiết bị có chế độ làm việc dài hạn

K t = 0,9; cosϕdm = 0,8 , còn đối với TB ngắn hạn lập lại K t = 0,7 ; cosϕdm = 0,7 + Với nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có đồ thị phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi (VD – lò điện trở, quạt gió, trạm khí nén, tạm bơmã) K sd ≥ 0,6 ; K dk ≥ 0,9 (hệ số điền kín đồ thị phụ tải) → có thể lấy K M = 1

→ P tt = P tb ; Q tt = Q tb

f) Phụ tải tính toán của các thiết bị một pha: Xẩy ra theo 4 trờng hợp

+ Nếu nhóm thiết bị một pha phân bố đều trên các pha thì phụ tải tính toán của chúng có thể tính toán nh đối với thiết bị 3 pha có công suất tơng đơng Chú ý trong đó n hq của nhóm TB đợc xác định theo công thức (2.40)

+ Nhóm thiết bị một pha có n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi có chế độ làm việc

trên các pha thì phụ tải tính toán tơng đơng xác định theo công thức:

Tính cho pha A:

P tb (A) = K sd P dmAB p(AB)A + K sd P dm AC p(AC)A + K sd P dm A0

Q tb (A) = K sdq Q dmAB q(AB)A + K sdq Q dmAC q(AC)A + K sdq Q dm A0

P tb tđ = 3 P tb pha (pha có tải lớn nhất)

tbpha sd

P 2

P P

P K

++

Trong đó:

P dm0 - Tổng công suất định mức của phụ tải 1 pha đấu vào điện áp pha (của pha mang tải lớn nhất).

P dm1 ; P dm2 - Tổng công suất định mức của các thiết bị 1 pha đấu giữa pha mang tải lớn nhất và 2 pha cong lại.

+ Nếu nhóm thiết bị một pha có đồ thị phụ tải bằng phẳng (VD – chiếu sáng, các

lò điện trở 1 pha ã) có thể xem K M =1

P tttđ = P tb td ; Q tt tđ = Q tbtđ (2.54)

g) Phụ tải tính toán của nút hệ thống CCĐ: (tủ phân phối, đờng dây chính, trạm biến áp, trạm phân phối điện áp < 1000 V) Nút phụ tải này cung cấp cho n nhóm phụ tải.

p (2.57)

Q tbi = ∑K

k

q (2.58)

K – số thiết bị trong nhóm thứ i

n – số nhóm thiết bị đấu vào nút.

n hq – số thiết bị hiệu quả của toàn bộ thiết bị đấu vào nút.

K M – Hệ số cực đại của nút Để tra đợc K M cần biết hệ số sử dụng của nút

+ Khi trong phân xởng có các TB dự trữ (máy BA hàn, thiết bị làm việc ngắn hạn VD: bơn tiêu nớc, động cơ đóng các van nớcã) thì không cần tính công suất của chúng vào phụ tải trung bình của cả nhóm, nhng các tủ động lực, đờng dây CCĐ cho chúng vẫn cần có dự trữ thích hợp.

+Trong các nhóm thiết bị trên có xét đến các các phụ tải chiếu sáng và công suất của các thiết bị bù (TB bù có dấu “-“ trong các nhóm).

2) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng:

p

tb

qp hdp P

q

tb

qp hdq Q

2 pi hdp

A

A

m

=

A p - Điện năng tác dụng tiêu thụ 1 ngày đêm.

∆A pi - Điện năng tác dụng tiêu thụ trong khoảng ∆T=T/m

T - Thời gian khảo sát, thờng lấy là 1 ngày đêm.

m – Khoảng chia của đồ thị phụ tải thờng lấy là 24 giờ (tức ∆T = 1 giờ) Hệ số hình dạng có giá trị nằm trong khoảng 1,1 ữ 1,2

3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

+ Phụ tải tính toán của nhóm TB có chế độ làm việc giống nhau (cúng k sd )

P

tt

2 tt

K nc – hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị.

cosϕ - hệ số công suất của nhóm TB (vì giả thiết là toàn bộ nhóm là có chế độ làm việc nh nhau và cùng chung một hệ số cosϕ).

+ Nếu nhóm TB có nhiều TB với cosϕ khá khác nhau, để tính Q tt ngời ta có thể sử dụng hệ số cosϕ trung bình của nhóm:

n 1 dmi tb

p

cos p cos

ϕϕ

+ Nếu nhóm có nhiều Tb có hệ số nhu cầu khá khác nhau:

n 1

nci dmi nctb

p

k

2 K 1 tti dt

+ Biết xuất chi phí điện năng cho đơn vị sản phẩm a 0 [kWh/1ĐV].

+ Biết M tổng sản phẩm cần sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T ( 1 ca;

1 năm) → có thể tính đợc phụ tải tác dụng trung bình của phân xởng, XN

T

a M

a M P

5) Xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất:

Theo phơng pháp này:

P tt = p 0 F (2.78)

p 0 - Xuất phụ tải tính toán trên 1 m 2 diện tích sản suất [kW/m 2 ].

F - Diện tích sản xuất đặt thiết bị [m 2 ].

phơng pháp này chi dùng để tính toán sơ bộ.

I dn = I kd (max) + (I ttnhom – K sd I dm (max) (2.79)

I kd = k mm I dm

k mm – hệ số mở máy của thiết bị.

- ≥ lò điện, máy biến áp

I tt - dòng tính toán của toàn nhóm TB.

+ Với một thiết bị:

I dn = I kd = k mm I dm

2.3 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:

Điểm 3: sẽ bằng phụ tải điểm 2 công thêm phần tổn thất đờng dây hạ áp.

. .

dd 2

3

.

S S

2 2

2 4 B2

+ Nguyên tắc:

+ P ttXN – phải đợc tính từ các TB điện nguợc trở về phía nguồn.

+ Phải kể đến tổn thất trên đờng dây và trong máy BA.

+ Phụ tải tính toán XN cần phải kể đến dự kiến phát triển của XN trong 5 ữ 10 năm tới.

Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến các

TB dùng điện, tai đây cần xác định chế

độ làm việc của từng thiết bị (xác định k t ; ε

%; k sd ; cosϕ ã).

Điếm 2: Với nhóm thiết bị làm việc ở chế

độ khác nhau → Xác định P tt bằng phơng pháp số thiết bị hiệu quả.

P tt = K M P tb

2 2

Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các tram BA phân xởng Tai đây phụ tải tính toán có thể tính bằng phơng pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại các điểm 4.

Chú ý: S 8 cha phải là phụ tải của xí nghiệp Vì khi tính phụ tải XN còn phải kể đến

sự phát triển của XN (5 ữ 10 năm) sau.

S XN = S 8 + ∆S XN

Để xác định đợc ∆S XN phải dự báo tăng trởng phụ tải

2.4 Dự báo phụ tải:

Quá trình sản suất phụ tải của XN phát triển không ngừng Để đáp ứng liên tục nhu cầu dùng điện của XN, cần phải biết trớc đợc nhu cầu điện trong nhiều năm trớc mắt của XN Để dự trù công suất và điện năng của hệ thống → lập kế hoạch phát triển hệ thống CCĐ-XN → Dự báo phụ tải.

Có nhiều phơng pháp dự báo nhất là phơng pháp ngoại suy; phơng pháp chuyên gia; phơng pháp mô hình hoá Dới đây chỉ xét tới phơng pháp ngoại suy Nội dung: phơng pháp ngoại suy là xây dựng qui luật phát triển của phụ tải điện trong quá khứ căn cứ vào số liệu thống kê trong thời gian đủ dải Sau đó kéo dai qui luật đó vào tơng lai, (trên cơ sở giả thiết rằng qui luật phat triển phụ tải điện trong tơng lai).

Gồm 2 phơng pháp nhỏ: + phơng pháp hàm phát triển và phơng pháp ham tơng quan.

2 i

i i

pt

t t P P

) t t )(

P P (

Trong đó: P i – giá trị của phụ tải tại thời điểm t i quan sát đợc trong quá khứ.

P− - giá trị trung bình của tất cả các P i

n - là số giá trị thống kê đợc trong quá khứ Thơi gian t thờng lấy đơn

vị là năm và giá trị thống kê đợc bắt đầu thờng kí hiệu là năm thứ 0, tức t 0 =0; t 1 =1;

t n =n và ta có:

n

1 n

2 1 0

r pt - Càng gần 1 bao nhiêu thì quan hệ tuyến tính giữa P và t càng chặt chẽ, và việc sử dụng hàm a + bt để dự báo càng chính xác Khinh nghiệm dự báo cho thấy rằng r pt ≥ 0,75 thì có thể sử dụng (2.82) vào dự báo Khi r tp < 0,7 thì không thể sử dụng hàn tuyến tính đợc vì sai số sẽ khá lớn Lúc này phải chọn một dạng khác thích hợp của hàm phát triển để dự báo.

Để xác định các hệ số a và b thờng ngời ta sử dụng phơng pháp bình ph ơng tối thiểu:

Nội dung: phơng pháp bình phơng tối thiểu là trên cơ sở các số liệu thống kê đã

Vấn đề đặt ra ở đây là khi nào cho phép

sử dụng hàm tuyến tính và nếu dùng đợc hàm tuyến tính thì các hệ số a và b xác định nh thế nào? Theo lý thuết xác xuất mối quan hệ tuyến tính giữa phụ tải và tời gian đợc đánh giá bởi hệ số tơng quan:

a+bt

P n

2 i

p (

i

P ( 2 a

i i

P ( 2 b

i

P (

i i

2 2 i

1 n

0 i

i i t n t

t P n t P

2 2 i

1 n 0 i

1 n 0 i i i

2 i t n t

t P t t P a

Từ đó ta có thể viết hệ số tơng quan (2.84) thành một dạng khác:

) P n P )(

t n t (

t P n t P r

1 n 0 i

2 2

i

1 n 0 i

2 2 i

1 n 0 i i i pt

) t ( n

1 1 (

2 i

2 i

=

θ - Thời gian ở tơng lai cần dự báo phụ tải

+ Khi r pt < 0,7 ham phát triển dạng tuyến tính không thể sử dụng để dự báo đợc Khi đó ta có thể xét đến hàm mũ:

P(t) = a.e bt (2.92)

P(t) = P 0 (1+α) t (2.93)

Để có thể sử dụng các công thức của quan hệ tuyến tính đã nêu trên chúng ta tuyến tính hoá (2.92) và (2.93) → log hoá ta có:

log P(t) = log a + log e.bt (2.94)

log P(t) = log P 0 + log (1+α) (2.95)

P 0 - là công suất ở năm gốc t =0; α là hệ số tăng hàng năm Nh vậy cả 2 biểu thức (2.94); (2.95) đều có thể đa về dạng tổng quát.

t n t (

t Y n t Y r

2 2

i

1 n 0 i

2 2 i

1 n 0 i i i Yt

2 2 i

1 n 0 i

1 n 0 i i i

2 i

t n t

Y t t t Y

2 2 i

1 n 0

t n t

t Y n t Y

Quan hệ tơng quan giữa 2 đại lợng phụ tải P và 1 đại lợng Y khác có thể là tuyến tính và cũng có thể là phi tuyến Để đánh giá quan hệ tơng quan tuyến tính,

2 i

i i

PY

) Y Y ( ) P P (

) Y Y )(

P P ( r

Nếu r PY≥ 0,75 thì có thể dùng quan hệ tơng quan tuyến tính, ta có đờng hồi quy P thay Y

S

S r r P P

P

Y PY PY

Theo quan hệ này, ứng với các giá trị số của Y ta tính ra đợc phụ tải P Quan hệ

t-ơng quan tuyến tính đợc đánh giá bằng tỷ số tt-ơng quan.

2 i

m 1 i

2 i i 2

) P P (

) P P (

υη

Trong đó m - Số miền phân nhánh giá trị của phụ tải

νi - Số điểm rơi vào phân nhánh j.

P

υ - giá trị trung bình của phụ tải trong nhóm.

P− - Giá trị trung bình của tổng quát.

Khi có tơng quan tuyến tính thì η = r PY còn khi có tơng quan không tuyến tính

Tuy vậy phơng pháp ngoại suy cũng có những nhợc điểm rất cơ bản Nó chỉ phản

ánh đợc qui luật phát triển bên ngoài, về mặt lợng của tình trạng tăng trởng phụ tải

điện, nó không phản ánh đợc quá trình phát triển bên trong vầ mặt chất của phụ tải Do đó băng phơng pháp ngoại suy không thể hiện đợc những đột biến, các bớc ngoặt cũng nh giới hạn của sự phát triển của phụ tải điện Mặt khác dự báo phụ tải bằng phơng pháp ngoại suy chỉ cho sự phát triển tổng thể của phụ tải chú không

đự báo đợc sự phân bố không gian của phụ tải điện Vì thế đòi hỏi ngời làm công tác dự báo phụ tải điện phải nắm đợc qui luật phát triển của phụ tải, phải biết đánh giá và sử dụng các giá trị phụ tải đã dự báo đợc bằng phơng pháp ngoại suy.

Chơng III

Cơ sở tính toán kinh tế – kỹ thuật

trong ccđ-xn 3.1 Mục đích; yêu cầu:

Mục đích: chọn đợc phơng án (PA’) tốt nhất vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật lại hợp lý về mặt kinh tế.

Yêu cầu: các PA’ so sánh phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cơ bản (chỉ cần

đạt đợc một số yêu cầu kỹ thuật cơ bản mà thôi, vì chẳng thể có các PA’ cùng hoàn toàn giống nhau về kỹ thuật) → sau đó tiến hành so sánh về kinh tế.

Quyết định chọn PA còn phải dựa trên nhiều yếu tố khác:

- Đờng lối phát triển công nghiệp.

- Tốc độ và qui mô phát triển, tình hình cung cấp vật t TB., trình độ thi công, vận hành của cán bộ và công nhân, cùng một số yêu cầu đặc biệt khác về chính trị quốc phòng.

3.2 So sánh kinh tế – kỹ thuật hai ph ơng án:

(trong phần này không đề cập đến vấn đề kỹ thuật của các PA’ nữa).

1) Tổng vốn đầu t :: K [đồng].

Chỉ kể đến những thành phần cơ bản:

K = K tram + K dd + K xd

K tram - Vốn đầu về trạm (trạm BA PP tiền mua tủ PP, máy BA và các TBã.)

K dd - Tiền cột, xà, sứ ,dây và thi công tuyến dây.

K xd - Vốn xây dựng (vỏ trạm, hào cáp và các công trình phụ trợã).

β [đ/kWh] - giá điện năng tổn thất.

Y kh – Chi phí khấu hao (thờng tính theo % của vốn, phụ thuộc vào tuổi thọ của

TB và công trình).

Y kh = a kh K a kh = 0,1 đối với TB.

a kh = 0,03 đối với đờng dây.

Y cn - Chi phí về lơng công nhân vận hành.

Y phu - Chi phí phụ, dầu mỡ (dầu BA); sửa chữa định kỳ.

Hai thành phần này khá nhỏ và ít thay đổi giữa các phơng án nên trong khi so sánh khi không cần độ chính xác cao có thể bỏ qua.

nên → Y =∆A.β+a vh.K

a vh – là hệ số vận hành nó có ý nghĩa rộng hơn bao gồm khấu hao + các tỷ lệ khác K.(a kh + %chi phí phụ, lơng ).

3) So sanh khi có hai ph ơng án:

1 2 Y Y

K K Y

K T

T – Còn gọi là thời gian thu hồi chênh lệch vônd đầu t phụ

Nếu T nhỏ → PA’ 2 sẽ có lợi.

T lớn → cha biết PA’ nào có lợi (phân tích tỉ mỉ, theo hoàn cảnh kinh tế, ã) ngời ta thiết lập đợc T tc = f(nhiều yếu tố, tốc độ đổi mới kỹ thuật của ngành, triển vọng phát triển, khả năng cung cấp vốn của nhà nớcã.) T tc đợc qui định riêng cho từng ngành kinh tế, từng vùng lãnh thổ (từng nớc) ở các thời đoạn kinh tế nhất định ở LX cũ T tc = 7 năm ở VN hiện nay T tc = 5 năm.

Căn cứ vào T tc thì cách chọn PA’ sẽ đợc tiết hành nh sau:

+ Nếu T = T tc ngời ta nói rằng cả hai phơng án nh nhau về kinh tế.

+ Nếu T > T tc PA’ có vồn đầu t nhỏ hơn sẽ nên đợc chọn.

+ Nếu T < T tc PA’ có vốn đầu t lớn hơn sẽ nên đợc chọn.

3.3 Hàm mục tiêu – chi phí tính toán hàng năm:

hành so sánh từng hai PA’ một, để rồi cuối cùng cũng xẽ tìm ra PA’ tốt nhất Tuy vậy làm nh vậy sẽ mất khá nhiều thời gian và vì vậy ở mục này chúng ta xây dựng một công cụ tổng quát hơn cho việc so sánh các PA’.

Nh đã biết ở phần trên:

(2) Nếu tc

1 2

2

Y Y

K K

<

−

−

→ chọn PA1 Vì T tc >0 nên ta có thể viết (2) nh sau:

tc

2 1 tc

T

K Y T

= - là hệ số thu hồi vốn đầu t phụ tiêu chuẩn.

Đặt Z 1 = a tc K 1 + Y 1 ; Z 2 = a tc K 2 + Y 2 đợc gọi là hàm chi phí tính toán hàng năm của phơng án Từ đấy thấy rằng PA’ có hàm Z nhỏ hơn sẽ là PA’ tối u.

Z i - đợc gọi là hàm mục tiêu khi tính toán kinh tế kỹ thuật

Các tr ờng hợp riêng khi sử dụng hàn Z i :

• Khi có xét đến độ tin cậy CCĐ của PA thì hàm Z i sẽ có dạng:

+ Tiền hao hụt sản phẩm do mất điện.

+ Tiền h hỏng sản phẩm do mất điện.

+ Tiền h hỏng thiết bị sản xuất do mất điện.

+ Thiệt hại do mất điện làm rối loạn quá trình công nghệ.

+ Tiền trả lơng cho công nhân không làm việc trong thời gian mất điện Trong thực tế có những PA’ CCĐ khác nhau ứng với tổng sản phẩm khác nhau Trong trờng hợp đó chỉ tiêu để lựa chọn PA’ phải là cực tiểu suất chi phí tính toán hàng năm trên một đơn vị sản phẩm:

Gọi N – tổng số sản phẩm hàng năm của xí nghiệp trong trạng thái vận hành bình thờng.

N

Z

z=

• Khi có xét tới yếu tố thời gian: (các PA’ đợc đầu t trong nhiều năm, mà

không phải trong vòng 1 năm) Khi đó chi phí tính toán Z có thể viết qui đổi

về năm đầu tiên nh sau:

T 1 t

) 1 t tc 1

t t t

T tc t

3.4 Tính toán kinh tế kỹ thuật khi cải tạo:

Bài toán khi cải tạo thờng đặt ra là chung ta đang đứng giữa việc quyết

định chọn xem có nên đại tu cải tạo thiết bị (thiết bị lớn nh máy phát, động cơ ã), hoặc thay thế chúng bằng một thiết bị mới có tính năng gần tơng đơng Để giải quyết vấn đề này, trớc tiên chung ta cần xét các yếu tố kinh tế liên quan:

+ Vốn đầu t cho thiết bị mới, hoặc sửa chữa phục hồi thiết bị cũ.

+ Tiền bán thiết bị cũ không dùng đến nữa.

+ Phí tổn vận hành của cả hai PA’.

Với PA’ sử dụng thiết bị cũ:

Z c = a ct ∆K c + Y c (8)

Tron đó:

∆K c – chi phí đầu t sửa chữa thiết bi cũ.

Y c - phí tổn vận hành hàng năm khi sử dụng TB cũ (sau phục hồi).

Với PA’ thay thiết bị mới:

Z m = a tc (K m – K th ) + Y m (9)

K m - vốn đầu t mua thiết bị mới để thay thế.

K th - Tiền thu hồi do sử dụng thiết bị cũ vào việc khác.

Y m - Phí tổn vận hành hàng năm đối với PA’ dùng thiết bị mới.

Từ (8) & (9) ta cũng có thể tính đợc thời gian thu hồi vốn đầu t phụ khi dùng PA’ thay mới thiết bị.

m c

c th m Y Y

K K

K T

−

−

−

Nếu T < T tc nghĩa là Z m < Z c → chọn PA mới Trờng hợp T > T tc việc quyết định chọn PA’ mới còn phụ thuộc vào mức độ khác nhau giữa Z và vào những u thế kỹ thuật của thiết bị mới.

3.5 Ph ương phỏp đỏnh giỏ dự ỏn đầu tư:

Thụng thường cỏc dự ỏn được tiến hành trong một thười gian dài, nguồn vốn để thực thi cú thể được huy động từ nhiều nguồn khỏc nhau (tự của doanh nghiệp, huy động bằng trỏi phiếu, vay bởi cỏc CT tớn dụng ưu đói ) Để cú quyết định đỳng đắn trong việc lựa chọn dự ỏn, cần phải cú những phõn tớch, đỏnh giỏ một cỏch chi tiết hơn dưới nhiều khớa cạch kớnh tế khỏc nhau, ở trường hợp này người ta sẽ tiến hành phõn tớch kinh tế tài chớnh dưới nhiều chỉ tiờu khỏc nhau mới cú được quyết định đỳng đắn Phần dưới đõy sẽ trỡnh bầy một số chỉ tiờu quan trọng trong việc phõn tớch kinh tế tài chớnh cỏc dự ỏn.

1) Khỏi niệm về đõu tư và dũng tiền tệ:

Đầu tư: được hiểu như là việc mua sắm độc lập một tài sản hay một tổ hợp tài sản mà trong giai đoạn kế hoặc được gọi là đối tượng đầu tư Để đỏnh giỏ một

dự ỏn đầu tư cần cú cỏc chi phớ mua sắm và xõy dựng đối tượng và cỏc số liệu

vầ thu chi kế hoạch thường xuyờn và cỏc số liệu hiệu ich khỏc (cỏc lợi ớch đầu tư) Chỳng hỡnh thành nờn dũng thu chi hay cũn gọi là dũng tiền mặt

Ngoài đầu tư ra, tài chớnh cũng liờn quan đến lĩnh vực thu chi của doanh nghiệp Thuuwowngf đầu tư được hiểu là việc sử dụng khai thỏc lại cỏc phương tiện tài chớnh Cũn ngược lại, tài chớnh bao hàm việc tỡm kiếm nguồn vốn và trả lói tiền vay cộng với phần lói và cỏc điều kiện tớn dụng khỏc làm sao cho doanh nghiệp vẫn đảm bảo nguyờn tắc cõn bằng tài chớnh.

Dũng thu chi tiền mặt của dự ỏn đàu tư: Việc đỏnh giỏ dự ỏn cần cú cỏc số liệu ban đầu:

- Tất cả cỏc số liệu thu chi bằng tiến mặt cú liến quan tới đối tượng đầu tư.

- Mức độ ỏn toàn của cỏc số liệu thu chi.

Tất cả cỏc khoản thu chi hỡnh thành nờn dũng thu chi tiền mặt (I) và thường được xõy dựng dưới dạng biểu đồ và được gọi là biểu đồ dũng tiền Dũng tiền thu -> dong tiền vào (+); dũng tiền chi -> dong tiền ra (-).

Biểu đồ dũng tiền cú thể là chuỗi rời rạc, hoặc liờn tục (HV) Nếu là chuỗi liờn tục khi tớnh cần chuyển về rời rạc.

+20

0 1

-15 -20

+10 +18

Thời gian thường được tính là năm Năm 0 là năm xuất phát Dòng thu chi tiền mặt có thể ghi dưới dạng chỉ số ký hiệu, ví dụ: I (-15 0 -20 1 +10 2 +18 3 +20 4 .+12 n ) có nghĩa là, trị -15 ở vào năm thứ 0, trị -20 năm thứ 1, , và trị +12 ở vào năm thứ n.

Phân tích đầu tư:

Việc phân tích đầu tư bao gồm ba loại:

- Phân tích kinh tế: là việc đánh giá kết quả tương đối của các tình huống

đầu tư từ khía cạnh hoạch toán lợi nhuận và chi phí.

- Phân tích tài chính: chỉ ra nguồn vốn đầu tư vào các dự án được đề xuất

sẽ lấy từ đâu các phương pháp tài trợ dự án bao gồm việc sử dụng vốn của cá nhân hay công ty, tiền vay ngân hàng hay bằng công ty vay nợ thông qua việc phát hành các trái phiếu và cổ phiểu thường.

- Phân tích vô hình: là việc xem xét các yếu tố ảnh hưởng tới đầu tư Các

yếu tố này khó định lượng về mặt kinh tế Các yếu tố vô hình đặc trưng bao gồm những ảnh hưởng về mặt pháp lý, an toàn về mặt dư luận, suy xét về mặt chính trị trong các khoản đầu tư nước ngoài, các yếu tố môi trường sinh thai, các điều kiện không chắc chắn về pháp quy và luật thuế.

Khi phân tích đánh giá hiệu quả của một dự án đầu tư thường dựa vào các chỉ tiêu cơ bản sau:

Hệ số hiệu quả đầu tư: Hệ số này còn gọi là “Hiệu suất vốn” hay “Chỉ số

sinh lời” Hệ số hiệu quả đầu tư được xác định theo công thức sau:

K

L

E = Trong đó: K – tổng số đầu tư.

L - tổng lợi nhuận (lãi) do kết quả đầu tư.

Yêu cầu E > E dm Hệ số hiệu quả định mức, quy định với chuyên ngành điện

E dm =0,12.

Thời gian hoàn vốn: hay còn gọi là “chu kỳ vòng quay vốn” được xác định

theo công thức sau:

E

T = 1 Trong đó: E là hệ số hiệu quả đầu tư.

Lợi nhuận tuyệt đối (lãi): hay còn gọi là “giá trị lãi ròng” Để đi đến một

quyết định đầu tư, người ta phải cân nhắc giữa lợi ích mang lại có tương xứng với những chi phí đã bỏ ra không?

Thông thường, ta sử dụng sự so sánh giá trị tuyệt đối giưa tổng chi phí đầu tư và tổng lợi ích thu được của dự án đầu tư:

L = B - C

Trong đó: B – tổng lãi; C – tổng chi phí đầu tư dự án.

Chỉ tiêu này cho biết dự án đầu tư có lợi hay không nhưng chưa cho biết mức

độ sinh lời của dự án là bao nhiêu.

Phân tích độ nhậy của dự án:

Phương pháp “phân tích độ nhậy” là một trong các phương pháp đánh giá

đề cập tới việc lượng hóa mức độ rủi ro và bất trắc trong phân tích kinh tế Phương pháp phân tích độ nhậy là một cách đánh giá các tác động của

sự bất trắc đối với khoản đầu tư bằng cách xác định khả năng sinh lời của khoản đầu tư đó thay đổi như thế nào khi các tham số bị thay đổi.

Khi tiến hành phân tích độ nhậy, giá trị của các tham số lần lượt được thay đổi và xem xét tác động của từng thay đổi đó với các chỉ tiêu cơ bản về kinh tế - tài chính đã dự kiến để tìm ra tham số nào có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sinh lời.

Nghiên cứu độ nhậy của dự án còn nhằm đánh giá độ ổn định về lợi ích của dự án khi có sự biến đổi của thị trường hoặc về năng lực hoạt động của

tư (hoặc thời điểm bắt đầu đưa công trình vào khai thác).

Tiến hành quy đổi các khoản chi phí và thu nhập ở các thời điểm khác nhau về cùng một thời điểm quy ước bằng phương pháp được gọi là “hiện tại hóa” (present), hệ số hiện tại hóa thường xấp xỉ bằng lãi suất tiền gửi ngân hàng bao gồm cả khả năng sinh lời của đồng vốn và mức độ lạm phát tính chung cho cả nền kinh tế quốc dân.

Công thức tính hiện tại hóa như sau:

t

r

F P

)1

Nếu sử dụng vốn ngân sách cấp thì hệ số chiết khấu được lấy bằng tỷ lệ lãi suất vay dài hạn của Nhà nước Nếu vốn đầu tư bằng nhiều nguồn vốn có lãi suất khác nhau thì hệ số chiết khấu bằng lãi suất bình quân gia quyền của các nguồn vốn.

Ví dụ vốn đâu tư cho một dự án gồm 3 nguồn: vvoons vay trong nước, vốn vay nước ngoài và vốn cổ phần -> hệ số chiết khấu được xác định như sau:

r=(vontrongnu oc).(laisuat1)+(vonnuocngo Tongsovon ai).(laisuat2)+(voncophan).(laisuat3)

(4-4)

Chi phí đầu tư:

Được xác định tùy thuộc vào hình thức cấp vốn, thời gian thực hiện đầu

tư, và được xác định tương ứng với phương thức cấp vốn Hệ số chiết khấu của mỗi nguồn vốn được xác định riêng tùy thuộc vào thị trường mà nguồn vốn có khả năng tham gia hoạt động.

Trước hết cần xác định tổng nhu cầu vốn đầu tư cần thiết cho công trình.

Ví dụ một dự án đầu tư thực hiện theo phương thức vay ngân hàng và thanh toán một lần, tổng chi phí đầu tư được xác định theo:

0

0 (1 ))

1(

1

T t

t T

Trong đó: C – Tổng chi phí đầu tư.

C t – Vốn vay trong năm thứ t.

r - Hệ số chiết khấu tương ứng với lãi suất vay vốn ngân hàng

để đầu tư cho công trình (%/năm).

T 0 – Thời gian thực hiện đầu tư (năm, kể từ khi nhận vốn).

T c – Thời gian thanh toán (năm, kể từ khi nhận vốn).

Để tính chi phí của dự án đầu tư cần phải tách biệt ra các trường hợp tương ứng với các hình thức và phương pháp cấp vốn, mỗi trường hợp có một công thức tính riêng.

1

(4-6) Trong đó: B t - Thu của dự án trong năm thứ t.

r - Hệ số chiết khấu.

n - Thời gian khai thác của dự án đầu tư.

Hệ số hiệu quả đầu tư:

Hệ số hiệu quả đầu tư quy về hiện tại được xác định theo biểu thức:

B C

C

B E

1

(4-7)

Phương pháp giá trị lãi ròng (lợi nhuận) quy về hiện tại NPV (Net present value).

Để loại trừ ảnh hưởng của yếu tố thời gian – thời gian của đồng tiền đối với giá trị chi phí và lợi ích, ta quy giá trị đồng tiền trong suốt thời gian xây lắp công trình và khai thác dự án về giá trị lãi ròng hiện tại (NPV) thông qua phương pháp sử dụng hệ số chiết khấu.

Giá trị lãi dòng hiện tại của dự án: là hiệu số giữa giá trị thu và chi trong tương lai được quy về hiện tại theo hệ số chiết khấu định trước:

B NPV

1

)1)(

Trong đó: B t - doanh thu của dự án ở năm thứ t.

C t - chi phí của dự án ở năm thứ t.

Trong trường hợp các phương án có doanh thu hằng năm như nhau thì có thể sử dụng tiêu chuẩn cực tiểu giá trị hiện tại của chi phí (PVC) để so sánh theo công thức:

1

min)

1

Trong đó: PVC – giá trị quy về hiện tại của chi phí (present value cost).

C t – Chi phí của dự án (vôn đâu tư) ở năm thứ t.

Dự án nào có chi phí hiện tại nhỏ nhất sẽ là dự án tối ưu (được chọn) Phương pháp NPV có ưu nhược điểm sau:

+ NPV chỉ cho biết trị số tuyệt đối của lãi mà dự án mang lại, nó phản ánh hiệu quả của việc đầu tư về phương diện tài chính.

+ NPV phụ thuộc vào hệ số chiết khấu Hệ số chiết khấu càng lớn thì NPV càng nhỏ và ngược lại.

+ NPV không so sánh được hiệu quả của các dự án có quy mô vốn đầu tư khác nhau.

Để khắc phục khi so sánh các dự án có vốn đầu tư khác nhau đồi hỏi phải xác định tỷ lệ giưa lợi nhuận thực trên tổng số vốn đầu tư của từng dự án theo công thức sau:

NPV NPVR

1

)1

Trong đó: NPVR – Tỷ lệ giá trị hiện tại thực của lãi (net present value rate).

P - Giá trị hiện tại của tổng vốn đầu tư.

Khi có nhiều dự án loại trừ nhau, dự án nào có NPVR lớn nhất sẽ được chọn Trong trường hợp các dự án có tuổi thọ kinh tế khác nhau, tiêu chuẩn NPV đơn thuần không phải là tiêu chuẩn tốt nhất để đánh giá lựa chọn đầu tư.

Tỷ lệ sinh lời BCR (tỷ số lợi ích/chi phí B/C – Benifit cost ratio)

Tỷ lệ sinh lời BCR=B/C là tỷ số nhận được khi chia tổng giá trị quy về hiện tại của lợi ích cho tổng giá trị quy về hiện tại của chi phí trong suốt thời gian thực hiện dự án BCR được xác định theo công thức:

n t

t t

r C

r B C

B BCR

1

1

)1(

)1(

(4-11)

Trong đó: B t - doanh thu của dự án ở năm thứ t.

C t - Chi phí của dự án ở năm thứ t.

r - hệ số chiết khấu.

n – Tuổi thọ của dự án.

Khi BCR >1 Dự án được chấp nhận do thu bù được chi

Khi BCR<1 dự án bị bác.

Khi có nhiêu dự án loại trừ nhau, dự án nào có BCR lớn sẽ được ưu tiện chọn Chỉ tiêu BCR có ưu điểm là cho biết thu nhập đối với mỗi đồng chi phí cho cả thời ký hoạt động của dự án và có thể dùng để so sánh các dự án có quy mô khác nhau.

Thời gian hoàn vốn T p (pay back period)

Thười gian hoàn vốn T p là thời gian cần thiết để tổng thu nhập của dự án bằng tổng chi phí của dự án quy về hiện tại và được xác định theo công thức sau:

∑

=

− =+

−

p T t

t t

B

1

0)1)(

Trong đó: T p - thời gian thu hồi vốn.

Nếu gọi T 0 là thời gian hoàn vốn quy định (T tc ) Thì

T p < T 0 Dự án được chấp nhận.

T p > T 0 Đự án bị bác bỏ.

T 0 - được xác định theo kinh nghiệm về các cơ hội đầu tư khác nhau của chủ đầu tư, vì vậy nó khác nhau đáng kể trong những trường hợp khác nhau.

đầu bỏ vốn đến năm nào đó khi đẳng thức (4-12) được thực hiện thì dừng Theo chỉ tiêu này, khi có nhiều dự án độc lập, dự án được ưu tiên là dự án

có T p nhỏ nhất Chỉ tiêu thời gian hoàn vốn có những ưu nhược điểm sau: + Dễ xác định, độ tin cậy tương đối cao vì thời gian hoàn vốn thuộc những năm đầu khai thác vận hành, mức độ bất trắc ít hơn những năm sau do các

số liệu dự báo những năm đầu có độ tin cậy cao hơn.

+ Chỉ tiêu này cho biết thời gian bao lâu thì vốn có thể được thu hồi, làm căn cứ cho nhà đầu tư quyết định đầu tư hay không.

+ Chỉ tiêu này không cho biết mức độ lợi nhuận sau khi hoàn vốn Đôi khi một dự án có thời gian hoàn vốn dài nhưng thu nhập về sau lại cao hơn vần

có thể là dự án tốt.

Hệ số hoàn vốn nội tại (Internal rate of return)

Hệ số hoàn vốn nội tại IRR là hệ số chiết khấu mà ứng với nó NPV của

dự án bằng không:

1

=+

t t

B

Để tính IRR ta cần giải phương trình NPV = f(IRR) = 0 Đây là một hàm

mũ nên việc giải nó có nhiều khó khăn Để đơn giản cho việc tính toán, IRR được tính thông qua phương pháp nội suy, nghĩa là chọn giá trị gần đúng giữa hai giá trị đã chọn.