Chng 10: Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn ph-ơng án hợp lý Để so sánh và lựa chọn ph-ơng án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các ph-ơng án để giảm khối l-ợng tính toán: Z = ( a vh + a tc )K + c.A min Trong đó: a vh - hệ số vận hành, a vh = 0,1 a tc - hệ số tiêu chuẩn, a tc = 0,125. K - vốn đầu t- cho trạm biến áp, đ-ờng dây và máy cắt điện. - thời gian tổn thất công suất lớn nhất; c - giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 750 đ/kWh. A - Tổn thất điện năng trong MBA và đ-ờng dây. A= A BA +A D Trong đó : A BA :Tổn thất điện năng trong MBA 1 2 0 dmB tt N BA S S P n tPn A kWh Trong đó : n là số máy BA trong trạm P 0 tổn thất công suất không tải của MBA (kW) P n :Tổn thất ngắn mạch của MBA (kW) S tt :là công suất tính toán phân x-ởng (kVA) S đmB :là công suất định mức TBA ( kVA) là thời gian tổn thất công suất lớn nhất ; (h) = (0,124+T max .10 -4 ) . 8760; (3-21) Với các phân x-ởng làm việc 3 ca liên tục ta lấy T max = 5000 h Nên =(0,124+5000.10 -4 ) . 8760 = 3411 (h) A D =P D . Trong đó : P D : Tổn thất công suất tác dụng trên đ-ờng dây (KW) Tổn thất công suất tác dụng trên các đ-ờng dây P D đ-ợc tính theo công thức : P = 3 2 2 10 R U S dm ttpx [kW] S ttpx: là công suất tính toán phân x-ởng (kVA) U đm :Điện áp định mức của mạng (kV) R = n 1 r 0 . l [], n: Số đ-ờng dây đi song song. 3.3.1. Ph-ơng án I: Hình 3.1 Sơ đồ ph-ơng án 1. Ph-ơng án sử dụng trạm biến áp trung tâm (TBATT) nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10 kV sau đó cung cấp cho các TBA phân x-ởng. Các trạm biến áp B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân x-ởng. 1. Chọn MBA phân x-ởng và xác định tổn thất điện năng A trong các TBA * Chọn máy biến áp phân x-ởng: Trên cơ sở đã chọn đ-ợc công suất các MBA ở phần trên ( 3.2.1. ) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân x-ởng do Công ty thiết bị Đông Anh sản xuất. Tên trạm Sđm kV A U c /U h kW Số máy P 0 kW P n kW U n % Đơn giá .10 6 đ Tổng tiền .10 6 đ BATT 4000 35/10 2 5.5 33 7.3 500 1000 B1 1000 10/0.4 2 1.75 13 5.5 130 260 B2 1000 10/0.4 2 1.75 13 5.5 130 260 B3 800 10/0.4 2 1.4 10.5 5.5 100 200 B4 800 10/0.4 2 1.4 10.5 5.5 100 200 B5 1000 10/0.4 2 1.75 13 5.5 130 260 Tổng vốn đầu t- MBA 2180.10 3 đ Bảng 3.1 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của ph-ơng án I * Xác định tổn thất điện năng A trong các TBA: Tính cho Trạm biến áp Trung gian: S ttnm = 6427,05 kVA S đmB = 4000 kVA P 0 = 5,5 kW P N = 33 kW Ta có: 1 2 0 dmB tt N S S P n tPnA [kWh] = 2.5,5. 8760 + 3411. 4000 05,6427 .33. 2 1 2 = 241661,15 kWh Các TBA khác cũng tính toán t-ơng tự, kết quả cho trong bảng sau : Tên trạm Sđm kVA Số máy Po kW Pn kW Stt kVA A kWh TBATT 4000 2 5.5 33 6427.05 241661.15 B1 1000 2 1.75 13 1586.28 86449.80 B2 1000 2 1.75 13 1678.2 93102.82 B3 800 2 1.4 10.5 1520.63 89228.58 B4 800 2 1.4 10.5 1566 93147.03 B5 1000 2 1.75 13 1711.1 95575.12 Tổng tổn thất điện năng : 699164.49 kWh Bảng 3.2 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PAI 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: * Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân x-ởng: - Trạm biến áp trung tâm (TBATT) của nhà máy đ-ợc lấy điện từ trạm biến áp trung gian (TBATG) cách nhà máy 7 km bằng đ-ờng dây trên không có chủng loại dây là nhôm có lõi thép đi lộ kép treo trên cột bê tông ly tâm. - Từ TBATT đến các TBA phân x-ởng đ-ợc dùng cáp ngầm. Đối với phân x-ởng là hộ phụ tải loại 1 thì đi bằng cáp kép và loại 3 đi bằng cáp đơn. Cáp cao áp đ-ợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện j kt . Đối với nhà máy chế tạo thiết bị công nghiệp làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 5000 h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10 (trang 31 Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang- Vũ Văn Tẩm ), tìm đ-ợc j kt = 3,1 A/mm 2 . Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I mm 2 Các cáp từ TBATT về các trạm biến áp phân x-ởng đều là cáp lộ kép nên: I max = dm ttpx U S .3.2 Dựa vào trị số F kt tính ra đ-ợc, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: k hc . I cp I sc Trong đó: I sc : Dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, I sc = 2. I max k hc = k 1 . k 2 k 1 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k 1 = 1. k 2 : Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm. Theo PL VI.11 (TLII), tìm đ-ợc k 2 = 0,93. Vì chiều dài cáp từ TBATT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện U cp . - Chọn cáp từ TBATT đến B 1 I max = dm ttpx U S .32 = 10.32 28,1586 45,79 A Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I = 77,14 1,3 79,45 mm 2 Tra PL V.16 (TL II), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I cp =110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93. I cp = 0,93. 110 = 102,3 A > I sc = 2. I max = 45,79 . 2 =91,58 A cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng nên không phải tăng tiết diện cáp Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện 16 mm 2 2 XLPE (3x16). - Chọn cáp từ TBATT đến B 2 đ-ờng cáp lộ kép: I max = dm ttpx U S .3.2 = 44,48 10.3.2 2,1678 A Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I = 63,15 1,3 44,48 mm 2 Tra PL V.16 (TL II), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I cp = 110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93. I cp = 0,93. 110 = 102,3 A I sc = 2. I max = 96,88 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng . Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện 16 mm 2 2 XLPE (3x16). - Chọn cáp từ TBATT đến B 3 ,đ-ờng cáp lộ kép: I max = dm ttpx U S .3.2 = 90,43 10.3.2 63,1520 A Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I = 16,14 1,3 90,43 mm 2 Tra PL V.16 (TL II), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I cp =110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93. I cp = 0,93. 110 = 102,3 A > I sc = 2. I max = 87,7 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng nên không phải tăng tiết diện cáp Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện 16 mm 2 2 XLPE (3x16). - Chọn cáp từ TBATT đến B 4 , đ-ờng cáp lộ kép: I max = dm ttpx U S .3.2 = 21,45 10.32 1566 A Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I = 58,14 1,3 21,45 mm 2 Tra PL V.16 (TL II), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện 2XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA ( Nhật ) chế tạo có I cp = 110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93. I cp = 0,93. 110 = 102,3 A > I sc = 2. I max = 90,42 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA , có tiết diện 16 mm 2 2 XLPE (3x16). - Chọn cáp từ TBATT đến B 5 , đ-ờng cáp lộ kép: I max = dm ttpx U S .3.2 = 39,49 10.3.2 1,1711 A Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt max j I = 93,15 1,3 39,49 mm 2 Tra PL V.16 (TL II), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA ( Nhật ) chế tạo có I cp = 110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93. I cp = 0,93. 110 = 120,3 A > I sc = 2. I max = 98,78 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện 16 mm 2 2 XLPE (3x16). . nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10 kV sau đó cung cấp cho các TBA phân x-ởng. Các trạm biến áp B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho. 260 B2 100 0 10/ 0.4 2 1.75 13 5.5 130 260 B3 800 10/ 0.4 2 1.4 10. 5 5.5 100 200 B4 800 10/ 0.4 2 1.4 10. 5 5.5 100 200 B5 100 0 10/ 0.4 2 1.75 13 5.5 130 260 Tổng vốn đầu t- MBA 2180 .10 3 đ Bảng 3.1 - Kết. dòng điện j kt . Đối với nhà máy chế tạo thiết bị công nghiệp làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 5000 h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2 .10 (trang 31 Thiết kế cấp điện