BÀI GIẢNG CUNG cấp điện

Như vậy lời giải tối ưu khi thiết kế HTĐ phải nhận được từ quan điểm hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát triển năng lượng của vùng; Phải được phối hợp ngay trong những vấn đề cụ thể

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

tượng 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 phương

Đặng Ngọc Dinh và nhiều tác giả

5 Giáo trình mạng điện

Bộ môn phát dẫn điện

Một số tài liệu nước ngoài hoặc dịch:

1 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lượng 1972

2 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Tg: Epmulov NXB-Năng lượng 1976

3 Sách tra cứu về cung cấp điện (tập I & II sách dịch)

Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lượng 1980

Giới thiệu các chương của giáo trình:

Chương I: Những vấn đề chung về TH-CCĐ

Chương II: Phụ tải điện

Chương III: Cơ sở so sánh-kinh tế kỹ thuật trong CCĐ

Chương IV: Sơ đồ CCĐ và trạm biến áp

Chương V: Tính toán mạng điện trong xí nghiệp

Chương VI: Xác định tiết diện dây dẫn trong mạng điện

Chương VII: Tính toán dòng ngắn mạch

Chương VIII: Lựa chọn thiết bị điện

Chương IX: Bù công suất phản kháng trong mạng xí nghiệp

Chương X: Bảo vệ rơ-le trong mạng điện xí nghiệp

Chương XI: Nối đất và chiếu sáng

Chương XII: Chiếu sáng công nghiệp

Chương I

Những vấn đề chung về HT-CCĐ

1.1 Khái niệm về hệ thống điện:

Ngày nay khi nói đến hệ thông năng lượng, thông thường người ta thường hình dung nó là hệ thông điện, tương tự như

vậy đôi lúc ngường ta gọi Khoa điện là Khoa năng lượng, đó không phải là hiện tượng ngẫu nhiên mà nó chính là bản

chất của vấn đề Lý do là ở chỗ năng lượng điện đã có ưu thế trong sản xuất,khai thác và truyền tải, cho nên hầu như

toán bộ năng lượng đang khai thác được trong tự nhiên người ta đều chuyển đổi nó thầnh điện năng trước 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 ưu điểm của điện năng:

+ Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác (Quang, nhiệt, hoá cơ năng…)

+ Dễ chuyền tải và truyền tải với hiệu suất khá cao

+ Không có sắn trong tự nhiên, đều được khai thác rồi chuyển hoá thành điện năng Ở nơi sử dụng điện năng lại dẽ

dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác → Ngày nay phần lớn năng lượng tự nhiên khác được khai thác ngay tại

chỗ rồi được đổi thành điện năng (VD NM nhiệt điện thường được xây dựng tại nơi gần nguồn than; NM thỷ điện gần

nguồn nước…) Đó cũng chính là lý do xuất hiện hệ thống tryền tải, phân phối và cung cấp điện năng mà chung ta

thường 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 trưng của năng lượng điện:

1- Khác với hầu hết các sản phẩm, điện năng được sản xuất ra, nói chung không tích trữ được (trừ vài trường

hợp đặc biệt với công suất nhỏ như pin, acqui ) → Tại mỗi thời điểm luôn luôn phải đảm bảo cần bằng giữa

lượng điện năng sản xuất ra và tiêu thụ có kể đến tổn thất trong khâu truyền tải Điều này când phải được

quán triệt trong khâu thiết kế, qui hoạch, vận hành và điều độ hệ thống điện, nhằm giữ vững chất lượng điện

sản xuất & tryền tải

(phát dẫn điện)

HV 01

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.v… 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 dệt…) → 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 lưới truyền tải, phân phối → nhằm đáp ứng sự phát triển cân đối, tránh được 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

phương án CCĐ được gọi là hợp lý phải kết hợp hài hoà một loạt các yêu cầu như:

• Tính kinh tế (vốn đầu tư nhỏ)

• Độ tin cây (xác suất mất điện nhỏ)

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

• Phải đảm bảo được chất lượng điện năng trong phạm vi cho phép (kỹ thuật)

Như vậy lời giải tối ưu khi thiết kế HTĐ phải nhận được từ quan điểm hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát

triển năng lượng của vùng; Phải được phối hợp ngay trong những vấn đề cụ thể như – Chọn sơ đồ nối dây của lưới

điện, mức tổn thất điện áp ….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 trúc… ) Vì vậy các dự án về thiết kế CCĐ-XN, thường được đưa ra đồng thời với các dự án về xây

dựng, kiến trúc, cấp thoát nước v.v… và được duyệt bởi một cơ quan trung tâm ở đây có sự phối các mặt trên quan

điểm hệ thống và tối ưu 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 khác nhau → (nhằm mục đích đảm

bảo CCĐ theo nhu cầu của từng loại hộ phụ tải)

a) Theo điện áp và tần số: căn cứ vào U dm và f

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 vượt quá giá trị cho

phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén…)

• Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ TB đạt giá trị qui 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 → được đặc

trưng 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 được

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 người, hoặc ảnh hưởng có hại lớn về chính trị; – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ Hộ

loại I phải được CCĐ từ 2 nguồn độc lập trở lên Xác suất ngừng CCĐ rất nhỏ, thời gian ngừng CCĐ

thường chỉ được phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớn…)

• Hộ loại II: Là hộ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng khi ngừng CCĐ chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư

hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí loa động v.v… Hộ loại II được 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 phương…)

• 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 nhưng không quá một ngày đêm Hộ loại III thường được 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 (thường 1 pha, ĐTPT bằng phẳng, cos = 10,6)

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 ; cos ; T max ;đặc tính phụ tải; thuộc hộ tiêu thụ loại 1; 2 hoặc 3……)

1.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong CCĐ-XN:

Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống CCĐ được đánh giá bằng chất lượng 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 được việc CCĐ liên tục theo yêu cầu của phụ tải (yêu cầu của hộ

loại I; II & III)

Chỉ tiêu này thường được cụ thể hoá bằng xác suất làm việc tin cậy → trên cơ sở này người ta phân các hộ

tiêu thụ thành 3 loại hộ mà trong thiết kế cần phải quán triệt để có được PA’ CCĐ hợp lý

* Tần số: độ lệch tần số cho phép được qui định là  0,5 Hz Để đảm bảo tần số của hệ thống điện được ổn định công

suất tiêu thụ phải =< công suất của HT Vậy ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng thường 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 được qui định như sau: (ở chế độ làm việc bình thường)

+ Mạng động lực: [U%] =  5 % U dm

+ Mạng chiếu sáng: [U%] =  2, 5 % U dm

Trường 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

 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 được mức độ kéo dài Khi đó chỉ tiêu đánh giá mức độ

chất lượng điện áp là giá trị tích phân

dt

U

U ) t ( U

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) được mô tả như một đại lượng 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 lượng điện năng cần xét đến hành vi kinh tế, nghĩa là phải xét đến thiệt hại kinh tế do mất

điện, chất lượng 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 được giá

trị điện áp tối ưu Mặt khác khi nghiên cưu chất lượng 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 cưu 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 lượng điện xấu

1.4 Một số ký hiệu thường dùng:

1 – Máy phát điện hoặc nhà máy điện

2 - Động cơ điện

3 – Máy biến áp 2 cuộn dây

4 – Máy biến áp 3 cuộn dây

5 – Máy biến áp điều chỉnh dưới tải

30 - Đường dây điện áp U  36 V

31 – Đường dây mạng động lực 1 chiều

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 Nhưng 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 được chúng

là rất khó khăn Nhưng phụ tải điện lại là một thông số quan trọng để lựa chọn các thiết bị của HTĐ Công suất mà ta

xác định được 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 phương pháp

+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và được tổng kết lại bằng các hệ số tính toán (đặc điểm

của nhóm phương pháp này là: Thuận lợi nhất cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nhưng thường cho kết quả

kém chính xác)

+ Nhóm thứ 2 là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và thống kê (có ưu điểm ngược 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 trưng chung của phụ tải điện:

Mỗi phụ tải có các đặc trưng riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện làm việc của mình mà khi CCĐ cần phải được

thoả mãn hoặc chú ý tới (có 3 đặc trưng chung)

a) Công suất định mức:

“ Là thông số đặc trưng chính của phụ tải điện, thường được ghi trên nhãn của máy hoặc cho trong lý lịch máy”

Đơn vị đo của công suất định mức thường 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



dm – là hiệu suất định mức của động cơ thường lấy là 0,8  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 thường 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 tương đối)

Động cơ Pdm ' = Pdm. dm

Biến áp Pdm ' = Sdm cos  . dm

Trong đó:

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

S dm ; P dm ; cos ; dm % - Các tham số định mức ở lý lịch máy của TB

b) Điện áp định mức:

U dm của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện Trong xí nghiệp có nhiều thiết bị khác nhau nên cũng có nhiều

cấp điện áp định mức của lưới điện

Đ

P đm

m

P đ

+ Điện áp một pha: 12; 36 V sử dụng cho mạng chiếu sáng cục bộ hoặc các nơi nguy hiểm

+ Điện áp ba pha: 127/220; 220/380; 380/660 V cung cấp cho phần lớn các thiết bị của xí nghiệp (cấp 220/380 V là

cấp được dùng rộng rãi nhất)

+ Cấp 3; 6; 10 kV: dùng cung cấp cho các lò nung chẩy; các động cơ công suất lớn Ngoài ra còn có cấp 35, 110 kV

dùng để truyền tải hoặc CCĐ cho các thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn) Với thiết bị chiếu sáng yêu cầu chặt chẽ hơn

nên để thích ứng với việc sử dụng ở các vị trí khác nhau trong lưới TB chiếu sáng thường được thiết kế nhiều loại khác

nhau trong cùng một cấp điện áp định mức Ví dụ ở mạng 110 V có các loại bóng đèn 100; 110; 115; 120; 127 V

Tần số: do qui trình công nghệ và sự đa dạng của thiết bị trong xí nghiệp → 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

được CCĐ từ lưới 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 được ở lưới 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 lưới 60 Hz muốn làm việc ở lưới có tần

số 50 Hz và U dm =380 V, thì điện áp trước đó của nó phải là 450460 V)

2) Đồ thị phụ tải:

“ Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng 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 lượng 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)

b) Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:

 Đồ thị phụ tải hàng ngày: (của nhóm, phân xưởng hoặc của XN) thường được xét với chu kỳ thời gian là một

ngày đêm (24 giờ) và có thể xác định theo 3 cách

+ 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 thụ…

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

1- Phụ tải cực đại P max ; Q max

2- Hệ số công suất cực đại cosmax

tương ứng với tgmax = Q max /P max

3 - Điện năng tác dụng &

P

24

A

K = ;

max dkr

Q 24

Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thường 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 trưng 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 được xác địng bằng diện tích bao bởi đường ĐTPT và trục thời gian

2- Thời gian sử dụng công suất cực đại:

max max

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

3 – Hệ số công suất trung bình: Costb tương ứng với tgtb

Khái niêm về T max & :

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 được một lượng điện năng bằng lượng điện năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm

việc” T max được gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Định nghĩa  “ Giả thiết ta luôn luôn vận hành với tổn thất công suất lớn nhất, thì thời gian cần thiết  để gây ra được

lượng điện năng tổn thất bằng lượng 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 trở…) 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 trường 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 nhưng chưa đạt giá trị cho

phép và lại giảm xuống trong thời gian nghỉ, nhưng chưa giảm xuống nhiệt độ của môi trường xung quanh

Đặc trưng bằng hệ số đóng điện %

100

T

t 100 t t

t

%

c d d

t d – thời gian đóng điện của TB

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

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

+ Qua thông kê có thể đưa ra T max điển hình của một

cả lúc không tải cũng vẫn có tổn thất → người ta xây dựng quan hệ  theo T max và cos

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:

Vì tất cả các TB CCĐ từ nguồn đến các đường dây tuyền tải đều là các TB 3 pha, các thiết bị dùng điện lại có

cả thiết bị 1 pha (thường công suất nhỏ) Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha hoặc điện áp dây → Khi tính phụ

tải cần phải được qui đổi về 3 pha

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

P dm td = 3.P dm fa

P dm td - Công suất định mức tương đương (sang 3 pha)

P dm fa – Công suất định mức của phụ tải một pha

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

Pdmtd = 3 Pdmfa

+ Khi có nhiều phụ tải 1 pha đấu vào nhiều điện áp dây và pha khác nhau:

Pdmtd = 3 Pdmfa max

Để tính toán cho trường hợp này, trước 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 được công suất cực đại của 1 pha nào đó (P dmfamax )

2.1 Các phương 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, tương đương với phụ tải thực tế (biến thiên) về hiệu quả nhiệt lớn

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 Người ta nhận thấy rằng giá trị

trung bình của phụ tải trong thời gian này P T đặc trưng 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 được hiểu là tính với T=30 phút)

+ Trong thực tế T thường được 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 (12 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 lượng các mối hàn, độ ổn định của ánh sáng điện

+ Đối với phụ tải đang vận hành có thể có được bằng cách đo đạc, còn trong thiết kế có thể xác định gần đúng căn cứ

vào các giá trị đặc trưng của các phụ tải đã có và đã được đo đạc thống kê trong quá trình lâu dài

2) Các phương 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 người ta dùng phưong pháp chính xác hoặc đơn giản Khi xác

định P tt cần lưu 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 lượng điện năng của xí nghiệp → khi thiết

kế CCĐ phải tính đến sự phát triển tương lai của xí nghiệp, phải lấy mức của phụ tải xí nghiệp 10 năm sau

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

1- Theo công suât trung bình và hệ số cực đại: còn gọi là phương pháp biểu đồ hay phương pháp số thiết bị điện hiệu

quả - thường được 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 phương 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 xưởng

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 phương 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:

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

+ Người ta thường lấy:

T tb = 3T 0

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

Ptt = KM Ptb = KM Ksd Pdm

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 được 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 được định

nghĩa cho cả Q; I Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu bằng chữ nhỏ còn với nhóm TB được kí hiệu bằng chữ in hoa

dm

tb sd

n 1 i

sdi dmi dm

tb sd

p

k p P

P K

Có thể xác định theo điện năng:

r sd

A

A

K =

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

A r - điện năng tiêu thụ định mức

Tương tự ta có:

dm

tb sdq

n 1 i

sdqi dmi dm

tb sdq

q

k q Q

Q K

dm

tb sdI

n 1 i

sdi dmi dm

tb sdI

i

k i I

I K

+ hệ số sử dụng các thiết bị riêng lẻ và các nhóm thiết bị đặc trưng được xây dựng theo các số liệu thống kê lâu dài và

được 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

n - tổng số thiết bị trong nhóm

+ Nếu công suất định mức của tất cả các thiết bị dùng điện đều bằng nhau → n = n hq

+ Với số thiết bị lớn sử dụng công thức trên không thuận lợi → có thể sử dụng công thức gần đúng với sai số 20 %

Các trường hợp riêng để tính nhanh n hq :

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

2 2

2 2 2

2

= +

+ + +

+ + + +

n 1 i dmi hq

p

p 2 n

p 2 n

max dm

n 1 i dmi

=

+ Khi không có khả năng sử dụng các phương pháp đơn giản: thì phải sử dụng các đường cong hoặc bảng tra Bảng và

đường cong được xây dựng quan hệ số thiết bị hiệu quả tương đối theo n * và p * tức

n* f ( n*; p*)

hq = khi tra được n *

hq thì suy ra → nhq = n nhq * Trong đó:

n 1 dmi hq

P 3

p 2 n

P

K =

k M và K M với từng thiết bị và với nhóm thiết bị Công suất trung bình có thể tính theo công thức sau:

T

A T

dt ) t ( P P

T 0

tb =  =

T – thời gian khảo sát lấy bằng độ dai của ca mang tải lớn nhất Tương tự ta có hệ số cực đại với dòng điện:

n 1 - số thiết bị có công suất lớn hơn 1/2 công suất của thiết bị

có công suất lớn nhất trong nhóm

P dm1 - Tổng công suất của n 1 thiết bị

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

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

tb

tt MII

I

+ Hệ số cực đại liên quan đến 2 đại lượng quan trọng của đồ thị phụ tải là P tt và P tb trị số của nó phụ thuộc vào số thiết

bị dùng điện hiệu quả n hq và nhiều hệ số khác đặc trưng cho chế độ tiêu thụ của nhóm TB → có nhiều phương pháp xác

định K M của nhiều tác giả khác nhau

+ Trong thực tế thường K M được xây dựng theo quan hệ của n hq và k sd dưới dạng đường cong hoặc dạng bảng tra →

K M = f(n hq ; k sd )

+ Cần nhớ rằng K M tra được trong các bảng tra thường chỉ tương ứng với thời gian tính toán là 30 phút Trường 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:

T 2

K 1

MT = +

K M - tra được trong bảng (T=30 phút)

T > 30 phút

d) Phụ tải tính táon phản kháng của nhón TB.: Q tt

Thường chỉ được tính gần đúng như sau:

n 1 i

i dmi

tb

p

cos p cos





e) Nhữg trường hợp riêng dùng phương pháp đơn giản để tính P tt :

+ Khi n hq < 4 → trường hợp này không tra được K M theo đường cong

+ Nếu n  3 → 

=

1 i dmi

tt p P

i dmi n

1 i dmi

ti dmi

tt p k P



=

1 i

tqi dmi

tt q k 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; cosdm = 0,8 , còn đối với

TB ngắn hạn lập lại K t = 0,7 ; cosdm = 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 bơm…) 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 trường hợp

+ Nếu nhóm thiết bị một pha phân bố đều trên các pha thì phụ tải tính toán của chúng có thể tính toán như đối với thiết

bị 3 pha có công suất tương đương Chú ý trong đó n hq của nhóm TB được 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 giống nhau (cùng K sd và cos) đấu vào

điện áp dây và pha, phân bố không đều trên các pha thì phụ tải tính toán tương đương xác định theo công thức:

P tb pha ; Q tb pha - Phụ tải trung bình trong pha mang tải lớn nhất của pha có phụ tải lớn nhất

+ Nhóm thiết bị một pha n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi, có chế độ làm việc khác nhau đấu vào điện áp pha và điện áp

dây Trước tiên cần tính phụ tải trung bình trong ca mang tait lớn nhất

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

Trong đó:

K sd ; K sdq - hệ số sử dụng công suât tác dụng và phản kháng của TB một pha có chế độ làm việc khác nhau

p(AB)A; p(AC)A; q(AB)A; q(AC)A – hệ số qui đổi công suất của TB một pha khi mắc vào điện áp dây và qui về pha A -

(tra bảng)

Tương tự như trên chúng ta sẽ xác định được phụ tải trung bình của các pha cong lại (pha B và C)→ ta có phụ tải trung

bình của pha lớn nhất → Từ đó xác định được phụ tải trrung bình tương đương 3 pha:

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 …) 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, đường 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

1

sdi dmi 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 được K M cần biết hệ số sử dụng của nút

+ Trong nút có các nhóm TB một pha, các nhóm này được thay thế bằng các nhóm thiết bị 3 pha đương đương

+ Khi trong phân xưởng có các TB dự trữ (máy BA hàn, thiết bị làm việc ngắn hạn VD: bơn tiêu nước, động cơ đóng các

van nước…) thì không cần tính công suất của chúng vào phụ tải trung bình của cả nhóm, nhưng các tủ động lực, đường

P qp ; Q qp - là phụ tải trung bình bình phương (tức là bình phương của đồ thị phụ tải rồi mới lấy trung bình)

Hệ số hình dạng có thể xác định trong vận hành theo chỉ số của đồng hồ đo điện

p

m 1

2 pi hdp

A

A

m K



=



(2.73)

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, thường lấy là 1 ngày đêm

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

1,1  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

cos - hệ số công suất của nhóm TB (vì giả thiết là toàn bộ nhóm là có chế độ làm việc như nhau và cùng chung một hệ

n 1 dmi tb

p

cos p cos

n 1

nci dmi nctb

p

k

p

K

+ Phụ tải tính toán ở một nút nào đó của hệ thông CCĐ (phân xưởng, XN) bằng cách tổng hợp các phụ tải tính toán của

các nhóm nối vào nút có tính đến hệ số đồng thơì

2 K 1 tti

2 K 1 tti dt

4) Xác định phụ tải tính toán theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng:

+ 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 được phụ tải tác

dụng trung bình của phân xưởng, XN

T

a M

TB = (2.76) Sau đó lựa chọn hệ số cực đại tương ứng với xí nghiệp hoặc PX

tt

T

a M P

P = = (2.77)

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

Theo phương 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 ]

phương pháp này chi dùng để tính toán sơ bộ

6) Xác định phụ tải đỉnh nhọn:

.” Là phu tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn 1  2 giây “; thường xuất hiện khi khởi động các động cơ

+ Với nhóm thiết bị: nó xuất hiện khi thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong nhó làm việc (đóng điện)

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

I kd (max) - Dòng khởi động của động cơ có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

I kd = k mm I dm

k mm – hệ số mở máy của thiết bị

- (5 – 7) - động cơ không đồng bộ

- 2,5 động cơ dây quấn

-  lò điện, máy biến áp

I dm (max) - đòng định mức của động cơ đang khởi động, đã qui về %

I tt - dòng tính toán của toàn nhóm TB

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

dd 2

3

.

S S

Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các tram BA phân xưởng Tai đây phụ tải tính toán có thể tính bằng phương pháp hệ số

nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại các điểm 4

S K ( P j Q )

i 3 i

3 dt

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 trước được nhu cầu điện trong nhiều năm trước 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 phương pháp dự báo nhất là phương pháp ngoại suy; phương pháp chuyên gia; phương pháp mô

hình hoá Dưới đây chỉ xét tới phương pháp ngoại suy

Nội dung: phương 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 tương lai, (trên cơ sở giả thiết rằng qui luật phat triển

phụ tải điện trong tương lai)

Gồm 2 phương pháp nhỏ: + phương pháp hàm phát triển và phương pháp ham tương quan

1)Phương pháp hàm phát triển:

“ Nội dung của phương pháp này là xây dựng qui luật phát triển của phụ tải theo thời gian trong quá khứ Qui luật này

được biểu diễn dưới dạng

P(t) = f(t)

P(t) – là phụ tải điện tại t

f(t) – là hàm xác định P(t)

Sự phát triển của phụ tải theo thờ gian là một quá trình ngẫu nhiên vì thế giữa phụ tải điện và thời gian không có quan

hệ hàm, mà là quan hệ tương quan → hàm f(t) là hàm tương quan Hai dạng thông dụng nhất của f(t) dùng trong dự báo

i i

pt

t t P P

) t t )(

P P (

n - là số giá trị thống kê được trong quá khứ Thơi gian t thường lấy đơn vị là năm và giá trị thống kê được

bắt đầu thường 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

Vấn đề đặt ra ở đây là khi nào cho phép sử dụng hàm tuyến tính và nếu dùng được hàm tuyến tính thì các hệ số a và b xác định như thế nào? Theo lý thuết xác xuất mối quan hệ tuyến tính giữa phụ tải và tời gian được đánh giá bởi hệ số tương quan:

a+bt

P n

sử dụng hàn tuyến tính được 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 thường người ta sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu:

Nội dung: phương pháp bình phương tối thiểu là trên cơ sở các số liệu thống kê đã có ta xây dựng hàm: P(t) = a + bt

2 i

i a bt ) p

i

i a bt ) 0 P

( 2 a

i i

i a bt ) t 0 P

( 2 b

0 i

i

i a bt ) 0 P

0 i

i i

i a bt ) t 0 P

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 tương 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

=

 - Thời gian ở tương lai cần dự báo phụ tải

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

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

P(t) = P 0 (1+) 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+) (2.95)

P 0 - là công suất ở năm gốc t =0;  là hệ số tăng hàng năm Như vậy cả 2 biểu thức (2.94); (2.95) đều có thể đưa về

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

it n t

Y t t t Y

2 2 i

1 n 0 i i it n t

t Y n t Y

Sau khi tính được A; B theo công thức trên với cơ số của log = 10 → P 0 = 10 A ;

 = 10 B – 1

2) Phương pháp hàm tương quan:

Trong phương pháp này phụ tải được dự báo một cách gián tiếp qua quan hệ tương quan giữa nó và các đại lượng khác

Các đại lượng này có nhịp độ phát triển đều đặn mà có thể dự báo chính xác bằng các phương pháp trực tiếp Ví dụ:

Tổng thu nhập quốc dân, dân số, tổng sản lượng của xí nghiệp Như vậy theo phương pháp hàm tương quan, người ta

phải dự báo một đại lượng khác, rồi từ đó qui ra phụ tải điện căn cứ vào quan hệ tưng quan giữa 2 đại lu2o2ngj này với

phụ tải điện

Quan hệ tương quan giữa 2 đại lượng phụ tải P và 1 đại lượng Y khác có thể là tuyến tính và cũng có thể là phi

tuyến Để đánh giá quan hệ tương quan tuyến tính, ta xét hệ số tương quan:

i i

PY

) Y Y ( ) P P (

) Y Y )(

P P ( r

Nếu r PY 0,75 thì có thể dùng quan hệ tương quan tuyến tính, ta có đường hồi quy P thay Y

( Y Y )

S

S r r P P

P

Y PY PY

n

1 S

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

bằng tỷ số tương quan

2 i

m 1 i

2 i i 2

) P P (

) P P (





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

i - Số điểm rơi vào phân nhánh j

P P



 - giá trị trung bình của phụ tải trong nhóm

−

P - Giá trị trung bình của tổng quát

Khi có tương quan tuyến tính thì  = r PY còn khi có tương quan không tuyến tính

Các hệ số của hàm tương quan được xây dựng theo phương pháp bình phương tối thiểu Dự báo phu tải bằng phương

pháp ngoại suy có nhiều ưu điểm dẽ tính toán, kết quả có thể tin cậy được vì nó phản ánh một cách khách quan quy luật

phát triển của phụ tải

Tuy vậy phương pháp ngoại suy cũng có những nhược điểm rất cơ bản Nó chỉ phản ánh được qui luật phát triển bên

ngoài, về mặt lượng của tình trạng tăng trưởng phụ tải điện, nó không phản ánh được quá trình phát triển bên trong vầ

mặt chất của phụ tải Do đó băng phương pháp ngoại suy không thể hiện được những đột biến, các bước ngoặt cũng như

giới hạn của sự phát triển của phụ tải điện Mặt khác dự báo phụ tải bằng phương pháp ngoại suy chỉ cho sự phát triển

tổng thể của phụ tải chú không đự báo được sự phân bố không gian của phụ tải điện Vì thế đòi hỏi người làm công tác

dự báo phụ tải điện phải nắm được qui luật phát triển của phụ tải, phải biết đánh giá và sử dụng các giá trị phụ tải đã dự

báo được bằng phương pháp ngoại suy

Chương III

Cơ sở tính toán kinh tế – kỹ thuật

trong ccđ-xn

3.1 Mục đích; yêu cầu:

Mục đích: chọn được phương 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 được 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:

- Đường lối phát triển công nghiệp

- Tổng vốn đầu tư của nhà nước có thể cung cấp

- Tốc độ và qui mô phát triển, tình hình cung cấp vật tư 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 phương án:

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

1) Tổng vốn đầu tư:: 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 TB….)

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 trợ…)

A – [kWWh/năm] tổn thất điện năng

 [đ/kWh] - giá điện năng tổn thất

Y kh – Chi phí khấu hao (thường 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 đường dây

Y cn - Chi phí về lương 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 phương án nên trong khi so sánh khi không cần độ chính xác cao

có thể bỏ qua

nên → Y =  A  + avh 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, lương )

3) So sanh khi có hai phương án:

1 2Y Y

K K Y

K T

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

Nếu T nhỏ → PA’ 2 sẽ có lợi

T lớn → chưa biết PA’ nào có lợi (phân tích tỉ mỉ, theo hoàn cảnh kinh tế, …) người ta thiết lập được 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 nước….) T tc

được qui định riêng cho từng ngành kinh tế, từng vùng lãnh thổ (từng nước) 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 được tiết hành như sau:

+ Nếu T = T tc người ta nói rằng cả hai phương án như nhau về kinh tế

+ Nếu T > T tc PA’ có vồn đầu tư nhỏ hơn sẽ nên được chọn

+ Nếu T < T tc PA’ có vốn đầu tư lớn hơn sẽ nên được chọn

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

Trong trường hợp có nhiều PA cùng tiết hành so sánh → cũng có thể tiến hành so sánh từng hai PA’ một, để

rồi cuối cùng cũng xẽ tìm ra PA’ tốt nhất Tuy vậy làm như 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’

Như đã biết ở phần trên:

(2) Nếu tc

1 2

2

Y Y

K K

T

K Y T

K

+

 +

tc

a

T 1 = - là hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ tiêu chuẩn

Đặt Z 1 = a tc K 1 + Y 1 ; Z 2 = a tc K 2 + Y 2 được gọi là hàm chi phí tính toán hàng năm của phương án Từ đấy thấy rằng

PA’ có hàm Z nhỏ hơn sẽ là PA’ tối ưu

Tổng quát ta có thể viết:

Y i = a vh K i + Y Ai

a vh - gọi là hệ số vận hành (bao gồn các chi phí khấu hao, tu sửa, bảo quản, trả lương…tính theo tỷ lệ vốn)

Y Ai - chi phí về tổn thất điện năng của PA thứ i

Dạng tổng quá của hàm Z:

Zi = ( atc + avh) Ki + YAi

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

Các trường 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 hư hỏng sản phẩm do mất điện

+ Tiền hư hỏng thiết bị sản xuất do mất điện

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

+ Tiền trả lương 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 trường 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 thường

• Khi có xét tới yếu tố thời gian: (các PA’ được đầu tư 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 như sau:

T 1 t

) 1 t ( tc 1

t t t

T tc t

T - toàn bộ thời gian tính toán [năm]

K t - vốn đầu tư đặt vào năm thứ (t+1)

Y t -phí tổn vận hành trong năm thứ t Với giả thiết rằng Y 0 (năm thứ nhất chưa vận hành nên Y 0 =0)

3.4 Tính toán kinh tế kỹ thuật khi cải tạo:

Bài toán khi cải tạo thường đặt ra là chung ta đang đứng giữa việc quyết định chọn xem có nên đại tu cải tạo

thiết bị (thiết bị lớn như máy phát, động cơ …), hoặc thay thế chúng bằng một thiết bị mới có tính năng gần tương

đương Để giải quyết vấn đề này, trước tiên chung ta cần xét các yếu tố kinh tế liên quan:

+ Vốn đầu tư 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 tư 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 tư 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 được thời gian thu hồi vốn đầu tư phụ khi dùng PA’ thay mới thiết bị

m c

c th mY Y

K K

K T

−

−

−

Nếu T < T tc nghĩa là Z m < Z c → chọn PA mới Trường hợp T > T tc việc quyết định chọn PA’ mới còn phụ thuộc vào

mức độ khác nhau giữa Z và vào những ưu thế kỹ thuật của thiết bị mới

3.5 Phương pháp đánh giá dự án đầu tư:

Thông thường các dự án được tiến hành trong một thười gian dài, nguồn vốn để thực thi có thể được huy động từ nhiều

nguồn khác nhau (tự của doanh nghiệp, huy động bằng trái phiếu, vay bởi các CT tín dụng ưu đãi ) Để có quyết định

đúng đắn trong việc lựa chọn dự án, cần phải có những phân tích, đánh giá một cách chi tiết hơn dưới nhiều khía cạch

kính tế khác nhau, ở trường hợp này người ta sẽ tiến hành phân tích kinh tế tài chính dưới nhiều chỉ tiêu khác nhau mới

có được quyết định đúng đắn Phần dưới đây sẽ trình bầy một số chỉ tiêu quan trọng trong việc phân tích kinh tế tài chính

các dự án

1) Khái niệm về đâu tư và dòng 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 đánh giá một dự án đầu tư cần có các chi phí mua sắm và xây dựng đối tượng và các số liệu vầ thu

chi kế hoạch thường xuyên và các số liệu hiệu ich khác (các lợi ích đầu tư) Chúng hình thành nên dòng thu chi hay còn

gọi là dòng tiền mặt

Ngoài đầu tư ra, tài chính cũng liên quan đến lĩnh vực thu chi của doanh nghiệp Thuuwowngf đầu tư được hiểu

là việc sử dụng khai thác lại các phương tiện tài chính Còn ngược lại, tài chính bao hàm việc tìm kiếm nguồn vốn và trả

lãi tiền vay cộng với phần lãi và các điều kiện tín dụng khác làm sao cho doanh nghiệp vẫn đảm bảo nguyên tắc cân bằng

tài chính

Dòng thu chi tiền mặt của dự án đàu tư: Việc đánh giá dự án cần có các số liệu ban đầu:

- Tất cả các số liệu thu chi bằng tiến mặt có liến quan tới đối tượng đầu tư

- Thời điểm thu chi tương ứng

- Mức độ án toàn của các số liệu thu chi

Tất cả các khoản thu chi hình thành nên dòng thu chi tiền mặt (I) và thường được xây dựng dưới dạng biểu đồ và

được gọi là biểu đồ dòng tiền Dòng tiền thu -> dong tiền vào (+); dòng tiền chi -> dong tiền ra (-)

Biểu đồ dòng tiền có thể là chuỗi rời rạc, hoặc liên tục (HV) Nếu là chuỗi liên tục khi tính cần chuyển về rời rạc

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

+20

0 1

-15 -20

+10 +18

Phân tích đầu tư:

Việc phân tích đầu tư bao gồm ba loại:

nhuận và chi phí

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

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 dự án

Quá trình phân tích độ nhậy là quá trình tính toán các yếu tố chi phí – lợi ích và xác định lại hiệu quả của dự án

Phân tích kinh tế tài chính:

Chi phí và lợi ích:

Hiệu quả của dự án đầu tư được đánh giá xem xét thông qua phân tích và xem xét chi phí (cost) và lợi ích

(benifit) qua từng năm của quá trình đầu tư và khai thác dự án Các chi phí và lợi ích trước khi phân tích và đánh giá

đều phải qui đổi, thường chọn thời điểm quy đổi là thời điểm bắt đầu bỏ vốn đầu 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 ( +

= (4-3) Trong đó: P – là giá trị đã thực hiện hiện tại hóa hay đã quy về hiện tại (present)

F - Giá trị thực (giá trị tương lai) ở năm thứ t

t

r

a

) 1 (

1 +

= - được gọi là hệ số hiện tại hóa hay hệ số quy đổi về hiện tại

r - là hệ số chiết khấu hay tỷ lệ chiết khấu (Discount rate) tính theo % Việc chọn r thường dựa vào tỷ lệ

lãi suất trên thị trường vốn nhằm phản ánh đúng đắn ảnh hưởng của yếu tố thời gian và chi phí của phương án huy

động vốn đầu tư Vốn đầu tư được tài trợ bằng vốn vay dài hạn, tỷ lệ thực của lãi suất phải trả sẽ được lấy làm hệ số

chiết khấu

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:

Tongsovon

laisuat voncophan

laisuat ai

vonnuocngo laisuat

oc vontrongnu

(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

) 1 (

1

T t

t T t

cr r

C

=

− +  +

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

r B B

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( 1 )

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:



=

−+

−

t

t t

B NPV

1

) 1 )(

( (4-8)

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

C t - chi phí của dự án ở năm thứ t

NPV=0 -> tuy theo sự cần thiết của dự án đối với chủ đầu tư để có thể quyết định chấp nhận hay loại bỏ dự án

Trường hợp có các dự án loại trừ nhau (có nhiếu dự án) thì dự án nào có NPV lớn sẽ được chọn Nếu hết thời

hạn đầu tư hoặc hết tuổi thọ của dự án mà tài sản cố định vẫn còn thì ta phải tính thêm phần giá trị còn lại của tài

sản cố định (giá trị thanh lý) ở năm cuối cùng Lúc này, trong công thức (4-9) phải bổ xung thêm phần giá trị hiện tại

cảu giá trị này vào phần doanh thu

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 P

NPV NPVR

1

) 1 (

(4-10)

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

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 Thông thường T 0 được xác định bằng cách lập bảng kết toán lặp từ năm bắt

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 ) 0

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

Theo phương pháp này, cần tìm hai hệ số chiết khấu r 1 và r 2 sao cho ứng với hệ số nhỏ hơn r 1 ta có NPV 1 >0,

còn ứng với hệ số lớn hơn r 2 ta có NPV 2 <0 Giá trị IRR cần tính sẽ năm giữa hai hệ số r 1 và r 2 Việc nội suy giá trị

IRR được thực hiện theo công thức:

2 1

1 2

NPV NPV

NPV r

r r IRR

+

− +

Để giảm bớt sai số, chọn r 1 và r 2 không chênh lệch nhau quá 5% Nếu gọi r 0 là hệ số chiết khấu của chi phí cơ

hội hay lãi suất mong muốn thì:

+ Khi IRR > r 0 Dự án được chấp nhận

+ Khi IRR < r 0 Dự án bị bác

Trong các dự án đầu tư độc lập, dự án nào có IRR cao hơn sẽ có vị trí cao hơn về khả năng sinh lợi

Chỉ tiêu IRR có ưu điểm là cho biết lãi suất mà bản thân dự án có thể mang lại cho nhà đầu tư và nó không phụ

thuộc vào hệ số chiết khấu

Việc áp dụng IRR có thể dẫn tới nhược điểm là có các quyết định không chính xác khi lựa chọn các dự án loại

trừ nhau Vì dự án có IRR cao hơn nhưng quy mô nhỏ hơn nên có thể có NPV nhỏ hơn một dự án khác tuy có IRR

thấp hơn nhưng NPV lại cao hơn Trong trường hợp này cần xem xét chi tiêu NPV

Dong tiền của dự án:

Đối với các dự án đã được phân tích kinh tế - kỹ thuật, kinh tế-xã hội, ta cần phân tích kinh tế - tài chính của dự

án đã được lựa chọn về mặt kỹ thuật, đây là căn cứ để chủ đầu tư ra quyết định đầu tư Trong bước phân tích này,

dòng chi của dự án được tính đầy đủ các khoản chi phí bao gồm các khoản chi phí như trong phần phân tích kinh tế

kỹ thuật công thêm các khoản thuế, các khoản trả vốn, trả lãi vốn vay nếu trong cơ cấu vốn có thành phần vốn vay

Cùng với việc xác định dòng chi ta cần xác định dòng thu của dự án để xác định dòng tiền của dự án Cụ thể,

khi xác định dòng tiền của dự án ta có hai trường hợp sau:

+ Dự án không vay vốn:

o Dòng tiền trước thuế (CFBT) = Doanh thu – Chi phí vận hành

o Lợi tức chịu thuế (TI) = CFBT – Khấu hao

o Thuế lợi tức = TI x Thuế suất

o Dòng tiền sau thuế (CFAT) = CFBT – Thuế lợi tức

+ Dự án có vốn vay:

o Dòng tiền trước thuế (CFBT) = Doanh thu – Chi phí vận hành

o Lợi tức chịu thuế (TI) = CFBT – Khấu hao – Trả lãi vay vốn

o Thuế lợi tức = TI x Thuế suất

o Dòng tiền sau thuế (CFAT) = CFBT – Thuế lợi tức – Trả lãi – Trả vốn

Trên cơ sở thu nhập và chi phí, phân tích kinh tế - tài chính với đủ các chỉ tiêu NPV, BCR, IRR, T p nhằm đánh

giá xem những lợi ích mà dự án đem lại có đủ để trang trải những chi phí hay không Từ đó, ta đánh giá được

hiệu quả về mặt tài chính của việc đầu tư Căn cứ vào đó mà chủ đầu tư quyết định xem có nên đầu tư vào

những dự án hay không

Chương IV

Sơ đồ CCĐ và trạm BA

4.1 Các yêu cầu chung với SĐ-CCĐ:

1) Đặc điểm: Các XN công nghiệp rất đa dạng được phân theo các loại:

Xí nghiệp lớn: công suất đặt không dưới 75  100 MW

Xí nghiệp trung: 5  75 MW

Xí nghiệp nhỏ: 5 MW

Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riền của từng XN., như điều kiện khí hậu địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin

cậy CCĐ cao, đặc điểm của qui trình công nghệ → đảm bảo CCĐ an toàn → sơ đồ CCĐ phải có cấu trúc hợp lý

+ Để giảm số mạch vòng và tổn thất → các nguồn CCĐ phải được đặt gần các TB dùng điện

+ Phần lớn các XN hiện dược CCĐ từ mạng của HTĐ khu vực (quốc gia)

+ Việc xây dựng các nguồn cung cấp tự dùng cho XN chỉ nên được thực hiện cho một số trường hợp đặc biệt như:

- Các hộ ở xa hệ thống năng lượng, không có liên hệ với HT hoặc khi HT không đủ công suất (liên hợp gang

thép, hoá chất ….)

- Khi đòi hỏi cao về tính liên tục CCĐ, lúc này nguồn tự dùng đóng vai trò của nguồn dự phòng

- Do quá trình công nghệ cần dùng 1 lượng lớn nhiệt năng, hơi nước nóng v.v… (XN giấy, đường cỡ lớn) lúc

này → thường xây dựng NM nhiệt điện vừa để cung cấp hơi vừa để CCĐ và hỗ trợ HTĐ

-

2) Yêu câu vơi sơ đồ CCĐ: việc lựa chọn sơ đồ phải dựa vào 3 yêu cầu: Độ tin cây ; Tính kinh tế ; An toàn:

+ Độ tin cậy: Sơ đò phải đảm bảo tin cậy CCĐ theo yêu cầu của phu tải → căn cứ vào hộ tiêu thụ → chọn sơ đồ

nguồn CCĐ

- Hộ loại I: phải có 2 nguồn CCĐ sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ không được mất điện, hoặc chỉ được

giãn đoạn trong 1 thời gian cắt đủ cho các TB tự động đóng nguồn dự phòng

- Hộ loại II: được CCĐ bằng 1 hoặc 2 nguồn Việc lựa chọn số nguồn CCĐ phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế

do ngừng CCĐ

- Hộ loại III: chỉ cần 1 nguồn

+ An toàn: Sơ đồ CCĐ phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành trong mọi trạng thái vận hành Ngoài ra

còn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như đơn giản, thuật tiện vận hành, có tính linh hoạt cao trong việc sử lý sự cố,

có biện pháp tự động hoá

+ Kinh tế: Sơ đồ phải có chỉ tiêu kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu tư và chi phí vận hành → phải được lựa chọn tối ưu

3) Biểu đồ phụ tải: Việc phân bố hợp lý các trạm BA trong XN rất cần thiết cho việc xây dựng 1 sơ đồ CCĐ, nhằm

đạt được các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật cao, đảm bảo chi phí hàng năm là nhỏ nhất Để xác định được vị trí hợp lý của

trạm BA; trạm PP trên tổng mặt bằng → người ta xây dựng biểu đồ phụ tải:

Biểu đồ phụ tải: “ là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của PX theo một tỷ lệ tuỳ chọn:

S i = .R 2 i m →

m

S

i = 

4) Xác định tâm qui ước của phụ tải điện: có nhiều phương pháp xác định Được dùng phổ biến nhất hiện nay là: “

phương pháp dựa theo quan điểm cơ học lý thuyết” Theo phương pháp này nếu trong PX có phụ tải phân bố đều trên

diện tích nhà xưởng, thì tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình hoặc của PX Trường hợp phụ tải phân bố không

đều, tân phụ tải của phân xưởng được xác định giống như trọng tâm của một khối vật thể theo công thức sau Lúc đó

trọng tâm phụ tải là điểm M(x 0 , y 0 ,z 0 ) có các toạ độ sau:

0

S

x S

n 1 i i i 0

S

y S

n 1 i i i 0

S

z S z

S i – Phụ tải của phân xưởng thứ i

x i ; y i ; z i - Toạ độ của phụ tải thứ i theo một hệ trục toạ độ tuỳ chọn

+ toạ độ z i chỉ được xét khi phân xưởng là nhà cao tầng Thực tế có thể bỏ qua nếu:

l  1,5 h (h – chiều cao nhà; l – khoảng cách từ tâm phụ tải PX đến tâm phụ tải XN)

Phương pháp thứ 2: có xét tới thời gian làm việc của các hộ phụ tải

+ Các trạm BA-PX phải đặt ở đúng hoặc gần tâm phụ tải

→ giảm độ dài mạng và giảm tổn thất

+ Biểu đồ phụ tải cho ta biết sự phân bố của phụ tải trong XN, cơ cấu phụ tải…

n 1 i

i i i 0

T S

T x S

n 1 i

i i i 0

T S

T y S

T i - thời gian làm việc của phụ tải thứ i

4.2 Sơ đồ cung cấp điện của xí nghiệp: chia làm 2 loại: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài, sơ đồ cung cấp

điện bên trong

SĐ-CCĐ bên ngoài: là 1 phần của HT-CCĐ từ trạm khu vực (đường dây 35  220 kV) đến trạn BA chính hoặc trạm

PP trung tâm của XN

SĐ-CCĐ bên trong: là từ trạm BA chính đến trạm BA-PX

1) Sơ đồ CCĐ bên ngoài XN:

+ Đối với XN không có nhà máy điện tự dùng:

HV-d2.1 –Sơ đồ có trạm biến áp trung tân sử dụng loại biến áp 3 cuộn dây, có 2 trạm phân phối – dùng cho các xí

nghiệp lớn, xí nghiệp có nhu cầu 2 cấp điện áp trung áp

+ Với các xí nghiệp có nhà máy nhiệt điện tự dùng:

HV-a2.1 Sơ đồ lấy điện trực tiếp từ HT – sử dụng khi mạng điện

cung cấp bên ngoài trùng với cấp điện áp bên trong XN (dùng cho các XN nhỏ hoặc ở gần HT.)

HV-b2.1 Còn gọi là sơ đồ dẫn sâu, không có trạm PP trung tâm,

các trạm biến áp PX nhận điện trục tiếp từ đường dây cung cấp (35110 kV) rồi hạ xuống 0,4 kV

HV-c2.1 Sơ đồ có trạm biến áp trung tân biến đổi điện áp 35 – 220

kV xuống một cấp (6-10 kV) sau đó mới phân phối cho các trạm PX – Dùng cho các XN có phụ tải tập chung, công suất lớn và ở xa hệ thống

HV-a2.2 – Dùng khi nhà máy nhiệt điện được xây dựng đúng tại trọng tâm phụ tải của XN

HV-e2.2 - Với XN chỉ có nhà máy nhiệt điện tự dùng (không liên hệ với HT)

2) Sơ đồ bên trong xí nghiệp:

(Từ trạm PP trung tâm đến các trạm biến áo phân xưởng), đặc điểm là có tổng độ dài đường dây lớn, số lượng

các thiết bị nhiều → cần phải đồng thời giải quyết các vấn đề về độ tin cậy và giá thành Có 3 kiểu sơ đồ thường

Sơ đồ đường dây chính: (sơ đồ liên thông) - được dùng khi số hộ tiêu thụ quá nhiều, phân bố dải rác Mỗi đường

dây trục chính có thể nối vào 5  6 trạm, có tổng công suất không quá 5000  6000 kVA Để nâng cao độ tin cậy

người ta dùng sơ đồ đường dây chính lộ kép HV-b2.3

Sơ đồ hỗn hợp: phối hợp cả 2 hình thức trên

3) Sơ đồ mạng điện phân xưởng: thông thường có U dm < 1000 V

Đặc điểm có số lượng thiết bị lớn, gần nhau, Cần chú ý:

+ Đảm bảo độ tin cậy theo hộ phụ tải

+ Thuận tiện vận hành

+ Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu

+ Cho phép sử dụng phương pháp lắp đặt nhanh

Thường sử dụng sơ đồ hình tia và sơ đồ đường dây chính: (trong phân xưởng thông thường có hai loại mạng tách

biệt:: Mạng động lực và mạng chiếu sáng)

Sơ đồ hình tia: thường được dùng để cung cấp cho các nhóm động cơ công suất nhỏ nằm ở vị trí khác nhau của PX,

đồng htười cũng để cung cấp cho các thiết bị công suất lớn

Sơ đồ đường dây chính: khác với sơ đồ hình tia là từ mỗi mạch của SĐ cung cấp cho một số thiết bị nằm trên đường

đi của nó → tiết kiệm dây Ngoài ra người ta còn sử dụng sơ đồ đường dây chính bằng thanh dẫn

Nhận xét:

+ Sơ đồ CCĐ bằng đường dây chính có độ tin cậy kém hơn., giá thành mạng đường dây chính rẻ hơn mạng hình tia

+ Sơ đồ đường dây chính cho phép lắp đặt nhanh chóng số hộ dùng điện mới

+ Sơ đồ đường dây chính có dòng ngắn mạch lớn hơn so với sơ đồ hình tia

Mạng chiếu sáng trong phân xưởng: thông thường có hai loại

Chiếu sáng làm việc: Đảm bảo độ sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi toàn PX Bản thân mạng chiếu sáng

làm việc lại có 3 loại (Chiếu sáng chung- Chiếu sáng cục bộ – chiếu sáng hỗn hợp) Nguồn của mạng chiếu sáng làm

việc thường được lấy chung từ trạm biến áp động lực hoặc có thể được cung cấp từ máy biến áp chuyên dụng chiếu

sáng riêng

Chiếu sáng sự cố: Đảm bảo đủ độ sáng tối thiểu, khi nguồn chính bị mất, hỏng → nó phải đảm bảo được cho nhân

viên vận hành an toàn, thao tác khi sự cố và rút khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất điện Nguồn của mạng

chiếu sáng sự cố thường được cung cấp độc lập trường hợp thất đặc biệt (khi mất ánh sáng có thể nguy hiểm do cháy,

nổ….) phải được cung cấp từ các nguồn độc lập:

+ Bộ ác qui

+ Máy biến áp cung cấp từ hệ thống độc lập

+ Các máy phát riêng

+ Phân xưởng không được phép ngừng chiếu sáng thì có thể sử dụng sơ đồ chiếu sáng được CC từ 2 máy biến áp

chuyên dụng và bố trí đèn xen kẽ nhau các đường dây lấy từ 2 máy biện áp Hoặc dùng sơ đồ có chuyển nguồn tự động

+ Trường hợp yêu cầu cao (đề phòng mất điện phía cao áp) người ta sử dụng bộ chuyển đổi đặc biệt để đóng mạch

chiếu sáng vào nguồn 1 chiều (lấy từ bộ ac-qui) xem HV dưới:

Tính toán mạng chiếu sáng: Phụ tải chiếu sáng thông thường là thuần trở (trừ đèn huỳnh quang) cos = 1 Đường

dây chính mạng chiếu sáng là loại 4 dây, ít gập loại 3 dây Đường dây mạng phân phối chiếu sáng thường là 2 dây

Điện áp của mạng chiếu sáng là 127/220 V

Tiết diện dây dẫn mạng chiếu sáng thường được tính theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép sau đó kiểm tra lại theo

F

1 U

P F

l U

P R U

P U

dm tt dm

tt dm

P F

F





=

P tt ; I tt [kW]; [A] – Công suất và dòng điện tính toán

l [m] - Độ dài đường dây chính

 [m/mm 2] - Điện dẫn xuất của vật liệu làm dây

U = U cf [V]

Mạng phân phối 2 dây:

I i - dòng điện trên các đoạn



=

1 k k 1

Để đơn giản tính toán có thể dùng công thức tổng quát Đặt Il hoặc P.t = M

M – gọi là moment phụ tải

U C

M F

Trường hợp cần tính mạng chiếu sáng phân nhánh, để đảm bảo cho lượng chi phí kim loại mầu là nhỏ nhất, tiết diện

được tính theo công thức:

U C m M F



=

F [mm 2 ] - Tiết diện dây dẫn phần mạng đã cho

M - Tổng moment của phần mạng đang nghiên cứu và phần mạng tiếp sau (theo hướng đi của dòng điện) có số

lượng dây dẫn trên mạch bằng số dây trên đoạn tính toán [kWm]

m - Tổng moment của tất cả các nhánh được cung cấp qua phần mạng khảo sát [kWm]

 - Hệ số qui đổi moment phụ tải của mạch nhánh có số dây dẫn khác số dây phần mạng khảo sát, hệ số phụ

thuộc vào số dây trên mạch chính và mạch nhánh (tra bảng)

+ Phương pháp tính toán mạng đèn huỳnh quang giông hệt phương pháp tính toán mạng động lực (có P và cả Q)

+ Khi chiếu sáng ngoài trời cần chú ý cách bố trí đèn vào các pha sao cho tổn thất điện áp ở các pha bằng nhau Ví dụ