Tài liệu Đồ án môn học - Thiết kế nhà máy nhiệt điện ppt

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY Tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn th

Đồ án môn học

Thiết kế nhà máy nhiệt

điện

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY

Tại mỗi thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ của phụ tải kể cả các tổn thất của phụ tải Trong thực tế điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi, vì thế việc xây dựng được đồ thị phụ tải là rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành

Dựa vào đồ thị phụ tải ta có thể chọn được phương án nối điện hợp lý, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Đồ thị phụ tải còn cho ta chọn đúng công suất của các máy biến áp (MBA) và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy với nhau và giữa các nhà máy điện với nhau

I.1.1 Chọn máy phát điện

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện gồm 4 tổ máy công suất mỗi máy là 60MW

Chọn 4 máy phát điện kiểu TBΦ-60-2 ( Phụ lục II.1.Tr.100,104 [1] ) có các thông số như bảng 1-1:

I.1.2 Tính toán phụ tải ở các cấp điện áp

Từ đồ thị phụ tải nhà máy và đồ thị phụ tải các cấp điện áp dưới dạng bảng theo % công suất tác dụng và hệ số cosϕ, ta tính được phụ tải ở các cấp điện áp theo công suất biểu kiến từ công thức sau:

Trong đó: S(t) _ Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t (MVA) Cosϕ _Là hệ số công suất của phụ tải

I.1.3 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

Nhà máy gồm 4 tổ máy có công suất mỗi tổ:

80,0

60cos

Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:

ϕ

100

%.Pmaxp

Hình 1-2 - Đồ thị phụ tải toàn nhà máy

I.1.4 Đồ thị phụ tải tự dùng toàn nhà máy:

Tự dùng max của toàn nhà máy bằng 8% công suất định mức của nhà máy với cosϕ = 0,85 được xác định theo công thức sau:

Fdm td

S

t S P

t

S 0 , 4 0 , 6 ( )

100

% cos )

240 100

8 )

∑SFđm : Công suất đặt toàn nhà máy

SNM (t) : Công suất phát toàn nhà máy tại thởi điểm t

Từ đồ thị phụ tải nhà máy (phần 1) và công thức trên ta có phụ tải tự dùng của nhà máy theo thời gian như bảng 1- 3 và đồ thị phụ tải hình 1- 4

Bảng 1-3 - Phụ tải tự dùng toàn nhà máy

Như nhiệm vụ thiết kế đã cho:

Pmax = 12,6 MW, Cosϕ = 0,80, U = 10,5 kV gồm 2 kép + 4 đơn

Từ công thức sau:

t

dp dp

Cos

t P t S

P P t

Ta có kết quả cho ở bảng 1-5 và đồ thị phụ tải hình 1-6

Bảng 1 - 4 - Phụ tải địa phương

t P t S

P P t

Ta có kết quả ở bảng 1-7 và đồ thị phụ tải cho ở hình 1- 8

Bảng 1- 7 - Phụ tải phía điện áp trung (110kV)

I.1.7 Cân bằng công suất toàn nhà máy và xác định công suất phát vào

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỔNG CỦA TOÀN NHÀ MÁY

I.1.8 Dự trữ của hệ thống

Ta có dự trữ của hệ thống là 14%SHT = 14%*3600 = 504 MVA, lớn hơn

so với công suất một máy phát Công suất của hệ thống S = 3600 MVA có thể coi là vô cùng lớn so với công suất của toàn nhà máy SNM= 300 MVA

I.1.9 Các cấp điện áp của các hộ tiêu thụ :

Nhà máy thiết kế có 3 cấp điện áp là:

I.2 CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

Một trong những nhiệm vụ quan trọng thiết kế nhà máy điện là chọn sơ

đồ nối điện chính Vì khi chọn được sơ đồ nối điện chính hợp lý, không những đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao

Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi tổ máy là 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở ba cấp điện áp sau:

1 Phụ tải địa phương ở cấp điện áp 10,5 kV có:

• Với nhà máy điện đang thiết kế có phụ tải địa phương (SUFmax = 21%

SFđm) nên ta dùng thanh góp điện áp máy phát để cung cấp ( Thanh góp điện áp máy phát được sử dụng nếu công suất phụ tải địa phương lớn nhất vượt quá ( 15 - 20 )% công suất định mức của một máy phát )

• Ta có công suất dự trữ quay của hệ thống 504 MVA lớn hơn công

suất của bộ MFĐ-MBA nên ta dùng sơ đồ bộ MFĐ-MBA

• Số lượng máy phát ghép vào thanh góp điện áp máy phát sao cho khi

có 1 máy phát điện ngừng làm việc thì máy phát còn lại phải đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải địa phương và tự dùng của nhà máy

• Vì trung tính của lưới điện 220KV và 110KV là lưới trung tính trực

tiếp nối đất nên để liên lạc giữa 3 cấp điện áp ta dùng máy biến

Máy Biến áp liên lạc chọn loại có điều áp dưới tải

• Phụ tải PTmin = 113,5 MVA lớn hơn công suất 1bộ MFĐ- MBA, do vậy ta có thể gép 1 đến 2 bộ MFĐ- MBA để đơn giản hoá trong vận hành cũng như việc chọn máy biến áp

* Máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên không cần kiểm tra điều kiện về liên lạc công suất giữa bên trung và bên cao khi STmin

• Trên cơ sở những nhận xét trên ta vạch các phương án nối dây của nhà máy như sau:

1 Phương án I:

Nhận xét:

Phương án đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp, khi

bố trí từng nguồn và tải cân xứng Hai máy biến áp tự ngẫu có dung lượng nhỏ, nhưng có nhược điểm là: khi phụ tải trung áp cực tiểu thì sẽ có 1 lượng công suất phải tải qua 2 lần máy biến áp làm tăng tổn thất ,tuy nhiên do máy biến áp liên lạc là máy biến áp tự ngẫu nên ta có thể bỏ qua nhược điểm này

Sơ đồ phương án 2:

Nhận xét :

Phương án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp

Nhưng so với phương án 1 thì có nhược điểm là: máy biến áp phía cao đắt

tiền hơn, và phải sử dụng đến 3 loai máy biến áp, nhưng lại tránh được công

suất tải qua 2 lần máy biến áp khi phụ tải trung áp cực tiểu

3 Phương án III:

Nối 3 máy trên thanh góp điện áp máy phát, chỉ cần nối 1 bộ

MFĐ-MBA bên trung áp

Phương án này đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp

Có số lượng máy biến áp giảm so với các phương án trước Có nhược điểm là thiết bị phân phối điện áp máy phát phức tạp, có dòng cưỡng bức qua kháng lớn có thể không chọn được kháng

Tóm lại:

Qua những phân tích trên đây để lại phương án I và phương án II để tính toán, so sánh cụ thể hơn về kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện

CHƯƠNG II

CHỌN MÁY BIẾN ÁP TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

II.1 Chọn máy biến áp:

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện Tổng công suất các máy biến áp gấp từ 4-5 lần tổng công suất các máy phát điện Chọn MBA trong nhà máy điện là loại, số lượng, công suất định mức và hệ số biến áp MBA được chọn phải đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất

Nguyên tắc chung để chọn MBA là trước tiên chọn SđmB ≥ Smax _ công suất cực đại có thể qua biến áp trong điều kiện làm việc bình thường, sau đó kiểm tra lại điều kiện sự cố có kể đến hệ số quá tải của MBA Xác định công suất thiếu về hệ thống phải nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống Ta lần lượt chọn MBA cho từng phương án

Giả thiết các máy biến áp được chế tạo phù hợp với điều kiện nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt nhà máy điện Do vậy không cần hiệu chỉnh công suất định mức của chúng

• SđmMF : Công suất định mức của 1 máy phát

• S(1)tdmax: Công suất tự dùng cực đại tại 1 máy phát

• n : Số máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát

• SUfmin : Công suất địa phương cực tiểu

Vậy ta có:

Sthừa= 2.75 - (9,45 + 2·

4

24) = 128,55 (MVA) Chọn công suất MBATN theo điều kiện :

SB1,B2 ≥

α2

1

Sthừa

SB1,B2 ≥

5,0.2

1 128,55 = 128,55 (MVA) Tra bảng ta chọn MBA ATдцH - 160

(Phụ lục III.6.Tr.156 [1] ) có các thông số sau:

2 Phân bố công suất cho các máy biến áp:

a Phân bố công suất cho B 3 , B 4:

Để đảm bảo vận hành kinh tế, thuận tiện, ta cho B3, B4 làm việc với đồ thị phụ tải bằng phẳng suốt cả năm

t (h)

SB3 = SB4 = 69 MVA < SB3,B4đm= 80 MVA do vậy khi làm việc bình thường B3, B4 không bị quá tải

b Phân bố công suất máy B 1 , B 2 :

Công suất cuộn cao áp : SCC1 = SCC2 =

Công suất cuộn hạ: SCH1 = SCH2 = SCC + SCT

Bảng tính toán phân bố công suất cho các máy biến áp liên lạc:

• Máy biến áp B3, B4 không bị quá tải (Sđm= 69 MVA)

• Công suất cuộn cao MBATN: SCmax= 76,01 MVA < Sđm= 125MVA

• Công suất cuộn trung MBATN:

STmax= 23,13 MVA < αSđm= 0,5.125 = 62,5 MVA

• Công suất cuộn hạ MBATN SHmax= 52,88 MVA < αSđm= 62,5 MVA

Kết luận:

Ở điều kiện bình thường thì không có máy biến áp nào bị quá tải

3 Kiểm tra quá tải khi sự cố

Để kiểm tra lúc sự cố ta xét 2 trường hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ tải trung áp đạt giá trị cực đại

• STmax = 162,5 MVA

• SVHT = 100,11 MVA

a Đối với máy biến áp B 3 , B 4 :

Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF-MBA

b Đối với máy biến áp liên lạc:

* Kiểm tra lúc bình thường:

2 kbt.α.SđmTN≥ Sthừa

kbt: Hệ số quá tải cho phép lúc bình thường kbt=1,3

SđmTN: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

* Kiểm tra điều kiện sự cố lúc phụ tải trung max:

* Hỏng 1 máy biến áp bộ: ví dụ hỏng MBA bộ B 3

+ Phân bố công suất sau sự cố :

Công suất của mỗi cuộn trung MBATN là:

SCT1 = SCT2 =

2

1(STmax- SB4) =

2

1 (128,55 - 69) = 29,78 MVA Công suất cuộn hạ MBATN:

kqtsc.α.SđmTN ≥ STmax - ∑SBAbộ

⇔ 1,4.0,5 160 MVA ≥ 128,55 - 2.69 (Thoả mãn)

+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :

Công suất tải qua cuộn trung MBATN:

SH = ksc.α.SđmTN =1,4.0,5.125 = 87,5 MVA (2)

So sánh (1) và (2) ,ta thấy (1)>(2) và ta sẽ lấy (2)

Vậy công suất chuyên tải qua cuộn hạ MBATN sẽ là:

• Công suất phát vào hệ thống là vừa đủ

• Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép

Vậy các máy biến áp đã chọn trong phương án I thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thường và khi sự cố

II PHƯƠNG ÁN II :

1 Chọn máy biến áp:

a Chọn máy biến áp B 1 , B 4 :

Hoàn toàn tươnh tự như phương án 1:

• Chọn MBA B4 loại TPдцH 80- 115/10,5 có các thông số sau:

SB3 = SB4 ≥

α.2

1 Sthừa = 128,55 MVA Tra bảng ta chọn MBA ATдцH - 160

(Phụ lục III.6.Tr.156 [1] ) có các thông số sau:

2 Phân bố công suất cho các máy biến áp:

a Phân bố công suất cho máy biến áp B 4 , B 1 :

Để đảm bảo vận hành kinh tế thuận tiện ta phân bố công suất MBA B1,

B4, giống như trong phương án I:

Đồ thị phụ tải máy biến áp:

b Phân bố công suất cho máy biến áp B 2 , B 3 :

Công suất cuộn cao:

SCC1 = SCC2 =

2

1.(SHT - SB1 ) Công suất cuộn trung :

SCT1 = SCT2 =

2

1.( ST - SB4) Công suất cuộn hạ :

t (h)

0

• Công suất cuộn trung MBATN cực đại là:

41,25 MVA< α Sđm= 80 MVA

• Công suất cuộn hạ MBATN cực đại là:

52,88 MVA < α.Sđm= 80 MVA

Kết luận:

Trong quá trình vận hành lúc bình thường, các MBA không bị quá tải

3 Kiểm tra quá tải khi sự cố:

Để kiểm tra lúc sự cố, ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là lúc phụ tải trung áp đạt giá trị cực đại

• STmax = 162,5 MVA

• SVHT = 100,11 MVA

a Đối với máy biến áp B 3 , B 3 :

Ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố với bộ MF - MBA

b Đối với máy biến áp liên lạc:

* Kiểm tra lúc bình thường:

2 kbt.α.SđmTN≥ Sthừa

kbt: Hệ số quá tải cho phép lúc bình thường kbt=1,3

StđmTN: công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu

Vậy :

2 kbt.α.SđmTN≥ Sthừa

⇔ 2.1,3.0,5 160 ≥ Sthừa

⇔ 208 MVA ≥ 128,55 MVA ⇒ (Thoả mãn)

Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện: Tải được lượng công suất thừa lúc bình thường mà không quá tải quá mức cho phép

KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN SỰ CỐ LÚC PHỤ TẢI TRUNG MAX:

• Hỏng máy biến áp bộ: Hỏng bộ B 4

- Điều kiện quá tải sự cố :

kqtsc.α.n1.Stảiđm≥ SmaxquaBA = STmax

kqtsc: Hệ số quá tải cho phép lúc sự cố kqtsc=1,4

n1: Số MBA nối vào thanh ghóp điện áp MF

tải

Công suất cuộn trung MBATN :

kqtsc.α.n1.Stảiđm = 1,4.0,5.2.160 = 224 MVA

SmaxquaBA= 162,5 MVA

Vậy máy biến áp tự ngẫu đã chọn thoả mãn điều kiện đảm bảo tải được

* Phân bố công suất sau sự cố :

Công suất của mỗi cuộn trung MBATN là:

SCH1 = SCH2 =

2

1 (∑SFbộ - SUf - 3 Stdmax )

SCC1 = SCC2 = SCH - SCT = 62,31 - 81,25 = -18,94 MVA

Xác định công suất thiếu:

SThiếu= SVHT - 2.SCC= 100,11 - 2 (-18,94) = 137,99 MVA < Sdt = 504 MVA

⇔ 112 MVA > 93,5 MVA ⇒ ( Thoả mãn )

+ Xác định sự phân bố lại công suất sau sự cố :

Công suất tải qua cuộn trung MBATN:

MBATN còn lại tải được công suất ở cuộn hạ như sau:

• Máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải quá mức cho phép

Vậy các máy biến áp đã chọn trong phương án II thoả mãn điều kiện vận hành lúc bình thường và khi sự cố

II.2 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng

I Phương án I:

1 Máy biến áp ghép bộ máy phát điện - máy biến áp hai cuộn dây:

* Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần :

- Tổn thất sắt không phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp và bằng tổn thất không tải của nó

- Tổn thất đồng trong dây dẫn, phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp

- Công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp ba pha hai cuộn dây trong một năm :

ΔP0 ΔPN : Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của MBA

SđmB : Công suất định mức của máy biến áp

Sbmax : Công suất bộ của máy biến áp

t : Thời gian vận hành của máy biến áp trong năm

Máy biến áp B3 và B4 luôn làm việc với đồ thị bằng phẳng và với công suất định mức của máy

2 Máy biến áp tự ngẫu ba pha:

Để tính tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu có nhiều phương pháp Trong chuyên đề này ta tính tổn thất máy biến áp tự ngẫu tương tự như máy biến áp ba pha ba cuộn dây Khi đó cuộn dây nối tiếp, cuộn dây chung và cuộn dây hạ áp của MBA tự ngẫu tương ứng với cuộn cao, trung và hạ của máy biến áp 3 cuộn dây

ΔATN = [ΔPo.t + ∑24

0

2 dmB

S

365 ( ΔPN.C.SCi2.ti + ΔPN.T.STi2.ti + ΔPN.H.SHi2.ti )]

Trong đó :

.SCi STi SHi : Công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của MBA TN trong

khoảng thời gian ti

.ΔP0 : Tổn thất không tải

.ΔPN-C, ΔPN-T, ΔPN-H : Tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao,

trung, hạ của máy biến áp tự ngẫu

Nhà SX chỉ cho ΔPNC-T ⇒ ΔPNT-H = ΔPNC-H = 0,5 ΔPNC-T = 0,5.290 = 145 kW + ΔPN-C = 0,5 (ΔPNC-T + PNC2-H - PNT2-H )

α

Δα

Δ

= 0,5 (290+ ) 145 kW

0,5

145 - 0,5

H - NT

α

Δα

Δ

= 0,5 (290 + ) 145 kW

0,5

145 0,5

H - NC

α

Δα

ΔAΣ = ΔAB1+ΔAB2+ΔAB3+ΔAB4 = 2 1527,81.103 + 2.2568,19.103

ΔAΣ = 8192.103 KWh

2 Phương án II

1 Máy biến áp ghép bộ máy phát điện-máy biến áp hai cuộn dây:

Kết quả như PAI ΔAB4= 2568,19.103 kWh

2 H - NC

α

Δα

Δ

= 0,5 (290+ ) 145 kW

0,5

145 - 0,5

Δ

2 H - 2

H - NC

α

Δα

Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án III là:

ΔAΣ = ΔAB1+ΔAB2+ΔAB3 +ΔAB4 =

= 2786,12.103 + 2568,19.103 + 2 1509,9.103 =

= 8374,1.103 KWh > 8192,1.103 KWh _ Của phương án 1

Vậy xét về mặt tổn thất điện năng thì phương án I tốt hơn phương án II Tuy nhiên để đánh giá chọn được phương án tối ưu ta phải tính toán kinh tế kĩ thuật thì mới chọn được phương án cụ thể

CHƯƠNG III

SO SÁNH KINH TẾ, KỸ THUẬT CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Việc quyết định chọn một phương án nào cũng đều phải dựa trên cơ sở

so sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật Về mặt kinh tế đó chính là tổng vốn đầu

tư cho phương án , phí tổn vận hành hàng năm , thiệt hại hàng năm do mất

điện Nếu việc tính toán thiệt hại hàng năm do mất điện khó khăn thì ta có thể

so sánh các phương án theo phương thức rút gọn , bỏ qua thành phần thiệt hại

Về mặt kĩ thuật dể đánh giá một phương án có thể dựa vào các điểm sau :

+ Tính đảm bảo cung cấp điện khi làm việc bình thường cũng như khi sự cố

+ Tính linh hoạt trong vận hành , mức độ tự động hoá

+ Tính an toàn cho người và thiết bị

Trong các phương án tính toán kinh tế thường dùng thì thì phương pháp

thời gian thu hồi vốn đầu tư chênh lệch so với phí tổn vân hành hàng năm

được coi là phương pháp cơ bản để đành giá về mặt kinh tế của phương án

Vốn đầu tư cho phương án bao gồm vốn đầu tư cho mba và vốn đầu tư cho

thiết bị phân phối Và thực tế , vốn đầu tư vào thiết bị phân phối chủ yếu phụ

thuộc vào giá tiền của máy cắt , vì vậy để chọn các mạch thiết bị phân phối

cho từng phương án phải chọn sơ bộ loại máy cắt Để chọn sơ bộ loại máy

cắt ta phải tính dòng cưỡng bức cho từng cấp điện áp

III.1 XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC CƯỠNG BỨC

III.1.1 Xác định dòng điện làm việc cưỡng bức phương án 1

- Cấp điện áp 220 KV

~

B4

B3B2

220 3

152

Phụ tải cực đại của hệ thống SHTmax = 152 MVA

Smax

CC

* Khi làm việc bình thường : SCCmax = 76,01MVA => I(2) = 0,199 KA

* Khi sự cố bên trung: SCCmax = 32,53 MVA => I(2) = 0,085 KA

* Khi sự cố MBALL: SCCmax = 96,95 MVA => I(2) = 0,254 KA

Vậy dòng làm việc cưỡng bức bên cao để chọn khí cụ điện và MC là :

5/140

= 35 MVA

Icb =

110 3

7505,13

05,1

=

110 3

) 4 / 24 2 80 2 ( 162,5 − +

= - 0,050 KA

- Cấp điện áp 10,5 KV

Mạch hạ áp máy biến áp liên lạc

Icb =

5 , 10 3

• Chọn kháng điện phân đoạn

Chọn kháng điện phân đoạn theo điều kiện sau:

+ Mạch đường dây như phương án 1: Icb = 0,398 KA

+ Bộ máy phát điện _ máy biến áp B4

Icb =

220 3

75 05 , 1

3

05 ,

Mạch trung áp máy biến áp liên lạc

Dòng cưỡng bức được xét khi sự cố một trong hai máy biến áp tự ngẫu

Icb =

110 3

75 5 , 162

3

max− = −

dm

Fbo T

U

S

Dòng cưỡng bức qua bộ máy phát điện _ máy biến áp B3: Icb = 0,46 KA

160 = 6,16 KA

- Mạch máy phát như PA1: Icb = 4,335 KA

- Mạch kháng điện phân đoạn

a Sự cố máy phát F1

Icb =

5 , 10 3

88 , 50

III.2 SO SÁNH KINH TẾ KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Mục đích của phần này là so sánh đánh giá các phương án về mặt kinh

tế từ đó lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế

Về mặt kinh tế khi tính vốn đầu tư của 1 phương án , chúng ta chỉ tính tiền mua thiết bị, tiền chuyên trở và xây lắp các thiết bị chính Một cách gần đúng ta có thể chỉ tính vốn đầu tư cho máy biến áp và các thiết bị phân phối

Mà tiền chi phí xây dựng thiết bị phân phối thì ta tính vào số mạch của thiết bị phân phối ở các cấp điện áp tương ứng chủ yếu do máy cắt quyết định

Một phương án về thiết bị điện được gọi là có hiệu quả kinh tế cao nhất nếu chi phí tính toán thấp nhất :

Ci = Pi + ađm.Vi + Yi

• Ci : Hàm chi phí tinh toán của phương án i (đồng )

• Pi : Phí tổn vận hành hàng năm của phương án i ( đồng/năm )

• Vi : Vốn đầu tư của phương án i ( đồng )

• Yi : Thiệt hại do mất điện gây ra của phương án i ( đồng/năm )

• ađm : Hệ số định mức của hiệu quả kinh tế = 0,15 ( 1/năm )

Ở đây các phương án giống nhau về máy phát điện Do đó vốn đầu tư được tính là tiền mua, vận chuyển và xây lắp các máy biến áp và thiết bị phân phối là máy cắt

Vốn đầu tư : Vi = VBi + VTBPPi

Trong đó :

• Vốn đầu tư máy biến áp VB = kB.vB

· KBi : Là hệ số có tính đến tiền chuyên chở và xây lắp MBA thứ i

Hệ số này phụ thuộc vào điện áp định mức cuộn cao áp và công suất định mức của máy biến áp

· vB : Tiền mua máy biến áp

• Vốn đầu tư máy cắt VTBPP = n1.VTBPP1 + n2.VTBPP2 + n3.VTBPP3 +

· a%: Định mức khấu hao ( % )

· Ppi : Chi phí lương công nhân và sủa chữa nhỏ Có thể bỏ qua vì nó chiếm giá trị không đáng kể so với tổng chi phí sản xuất và cũng ít khác nhau giữa các phương án

· Pti = β.ΔA : Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra

· Tính linh hoạt trong vận hành

· Tính an toàn cho người và thiết bị

I.Chọn máy cắt và dao cách ly cho từng phương án :

1.Chọn máy cắt điện:

Máy cắt điện dùng để đóng cắt mạch điện với dòng phụ tải khi làm việc bình thường và với dòng ngắn mạch khi sự cố Để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị phân phối máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau:

1 Tính toán kinh tế cho phương án 1:

a Tính vốn đầu tư cho máy biến áp:

• Gồm 2 máy biến áp tự ngẫu ATдцTH –160 -220/110 có KB = 1,4

Giá 750 103 USD /1máy

• Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn Tдц – 80 - 110/10,5 có KB = 1,5 Giá 550 103 USD/1máy

• Vậy tổng vốn đầu tư cho máy biến áp là

VB = 2.1,4.750.103 + 2.1,5.550 103 = 3750 103 USD

b.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối:

Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phương án ta thấy về cơ bản sơ đồ là giống nhau, chỉ khác nhau về số lượng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu

tư cho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện

B3

∼

• Cấp điện áp 220KV gồm 5 mạch máy cắt FA245-40 có giá là

V

a = ( aB.VB + aTBPP.VTBPP ) Chọn aB = 8,1%; aTBPP = 6,4%

β: là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện nó phụ

thuộc vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax và vị trí địa lý đặt thiết bị

Lấy β= 0,06 USD/ KWh

⇒ Pt = 0,06 8192.1.103 = 491.103 USD = 7756 109 VND

▪ Vậy phí tổn vận hành hàng năm của phương án 1 là:

P = P k + P t = 5773 10 9 + 7756 10 9 = 13529.10 9 VND

2 Tính toán kinh tế cho phương án 2:

a Tính vốn đầu tư cho máy biến áp:

• Gồm 2 máy biến áp tự ngẫu ATдцTH –160 -220/110 có KB = 1,4

Giá 750 103 USD /1máy

• 1 máy biến áp 3 pha 2 dây quấn Tдц – 80 - 110/10,5 có KB = 1,5

b.Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối:

Qua sơ đồ nối điện chính của 2 phương án ta thấy về cơ bản sơ đồ là giống nhau, chỉ khác nhau về số lượng máy cắt Do đó khi tính toán vốn đầu

∼

F4 F3

B1 B 2

tư cho thiết bị phân phối ta chỉ tính đến giá thành của các mạch máy cắt điện

V

a = ( aB.VB + aTBPP.VTBPP ) Chọn aB = 8,1%; aTBPP = 6,4%

β: là giá thành trung bình điện năng trong hệ thống điện nó phụ

thuộc vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax và vị trí địa lý đặt thiết bị

Lấy β= 0,06 USD/ KWh

⇒ Pt = 0,06 8374,1.103 = 502.103 USD = 7921 109 VND

▪ Vậy phí tổn vận hành hàng năm của phương án 2 là:

P = Pk + Pt = 6100.109 + 7921 109 = 14021.109 VND

TA CÓ BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN:

PHƯƠNG

ÁN

TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG 1 NĂM

103KWh

VỐN ĐẦU TƯ

10 9 VND

PHÍ TỔN VẬN HÀNH

- Độ tin cậy cung cấp điện của hai phương án là như nhau

- Phương án 1 có các bộ máy phát - máy biến áp hai cuộn dây là

giống nhau nên sẽ được vận hành đễ dàng hơn, ở cấp điện áp thấp hơn mức độ an toàn điện cũng có thể coi là cao hơn cho người và thiết bị

- Khả năng phát triển của phương án 1 tốt hơn khi cần bổ xung thêm nguồn vào phía thanh góp 220kV hay thêm phụ tải vào phía 110 kV Như vậy qua phân tích kinh tế và kỹ thuật đối với 2 phương án ta thấy phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn phương án 2.Vì vậy ta quyết định chọn

phương án 1 làm phương án tối ưu cho đề tài thiết kế

TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN

IV.1 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH:

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn của nhà máy đảm bảo các chỉ tiêu ổn định động và ổn định nhệt khi ngắn mạch

Khi chọn sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với mỗi khí cụ điện cần chọn 1 chế độ làm việc nặng nề nhất nhưng phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế Dòng điện tính toán ngắn mạch để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha

1.Chọn các đại lượng cơ bản

cb

U.3

S =

5,10.3

100

= 5,5 KA · Dòng điện cơ bản ở cấp điện áp 110 KV

Icb2 =

2 cb

cb

U.3

S =

115.3

100

= 0,520 KA · Dòng điện cơ bản ở cấp điện áp 220 KV

· Chọn điểm ngắn mạch N2 : Để chọn khí cụ điện cho mạch 110

KV có nguồn cung cấp là nhà máy điện và hệ thống

· Chọn điểm ngắn mạch N3 : Để chọn khí cụ điện mạch hạ áp của máy biến áp liên lạc có nguồn cung cấp là các máy phát điện và hệ thống giả

thiết máy biến áp liên lạc B1 nghỉ tức là các máy cắt điện phía cao và trung

của MBA B1 đều cắt ra

· Chọn điểm ngắn mạch N4 : Để chọn khí cụ điện trên mạch phân

đoạn thanh góp điện áp máy phát có nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là

các máy phát điện và hệ thống Giả thiết máy phát I và máy biến áp I không

làm việc

· Chọn điểm ngắn mạch N5 : Chọn khí cụ điện cho mạch máy phát

điện có nguồn cung cấp cho điểm ngắn mạch là máy phát điện I · Chọn điểm ngắn mạch N5’ : Để chọn khí cụ điện trên mạch phân đoạn

thanh góp điện áp máy phát, có nguồn cung cấp là các máy phát điện và HT

· Chọn điểm ngắn mạch N6 : Để chọn khí cụ điện trên mạch tự

dùng , có nguồn cung cấp cho điểm ngán mạch là các máy phát điện và hệ

cb

U

S = 2

1 0,4 98 2

I

I.100

%X

=

3

5 , 5 100

S

S.100

%U

=

80

100 100

5 ,

XB = X10 = X11

• Điện kháng của máy biến áp B1, B2

+ Điện kháng cuộn cao áp

200

1.( UNC-T + UNC-H - UNT-H)

dmBA

cb

SS

200

1.( 11 + 32 - 20 )

dmBA

cb

SS