Chương III: TÍNH TỐN KINH TẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Mục đích chương so sánh đánh giá phương án mặt kinh tế từ lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo điều kiện kỹ thuật tiêu kinh tế 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối: Phương án I : Phương án II: 3.2 Tính chi phí vận hành hàng năm: Về mặt kinh tế tính tốn vốn đầu tư phương án tính tiền mua thiết bị tiền chuyên chở xây lắp thiết bị cách gần ta tính vốn đầu tư cho máy biến áp thiết bị phân phối mà tiền chi phí xây dựng thiết bị phân phối ta dựa vào số mạch thiết bị phân phối cấp điện áp tương ứng chủ yếu máy cắt định Một phương án thiết bị điện gọi có hiệu kinh tế cao chi phí tính tốn thấp ci = pi + ađm.vi + yi đó: ci: hàm chi phí tính tốn phương án i (đ) pi: phí tổn vận hành hàng năm phương án i (đ/năm) vi: vốn đầu tư phương án i (đ) yi: thiệt hại điện gây phương án i (đ/năm) ađm: hệ số định mức hiệu kinh tế = 0.15 (1/năm) Ở phương án giống máy phát điện Do vốn đầu tư tính tiền mua vận chuyển xây lắp máy biến áp thiết bị phân phối máy cắt • Vốn đầu tư vi = vbi + vTBPPi đó: - vốn đầu tư máy biến áp: vb = kb.vb kbi: hệ số có tính đến tiền chun chở xây lắp mba thứ i Hệ số phụ thuộc vào điện áp định mức cuộn cao áp công suất định mức mba vb: tiền mua máy biến áp - vốn đầu tư máy cắt: vTBPP = n1.vTBPP1 + n2.vTBPP2 + n3.vTBPP3 + … + đó: n1 n2 n3: số mạch thiết bị phân phối ứng với cấp điện áp vTBPP1 vTBPP2: giá tiền mạch phân phối • Phí tổn vận hàng năm: pi = pki + ppi + pti đó: a.Vi pki = : tiền khấu hao sửa chữa thiết bị hàng năm 100 a%: định mức khấu hao (%) pi: tiền chi phí lương cơng nhân sửa chữa nhỏ bỏ qua chiếm giá trị khơng đáng kể so với tổng chi phí sản xuất khác phương án pti = β.∆a: chi phí tổn thất điện hàng năm gây β = 700đ/kwh mặt kỹ thuật phương án chấp nhận đợc phải đảm bảo điều kiện: • tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thờng nh cố • tính linh hoạt vận hành • tính an tồn cho ngời thiết bị Tính tốn cụ thể phương án:  Phương án + tính vốn đầu tư ta có: V1 = VB1+VTBPP1 - Máy biến áp tự ngẫu có cơng suất 250 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành: vTN = 12.8.109 đ ; kTN = 1.3 - Máy biến áp hai cuộn dây có cơng suất 125 MVA : + Với cấp điện áp 110 kV có vB110 = 4.8.109 đ ; kB110 = 1.5 Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án là: VB1 = 2.1,3.12,8.109 + 2.1,5.4,8.109 = 47,68.109 đ Theo sơ đồ nối điện phương án 1: - Bên phía 220kV có mạch máy cắt giá mạch 2.8.109 đ - Bên phía 110kV có mạch máy cắt giá mạch 1.3.109 đ - Bên phía 10.5kV có mạch máy cắt giá mạch 0.54.109 đ đó: vTBPP1 = (6.2,8+8.1,3+2.0,54).109 = 28,28.109 đ Vậy vốn đầu tư cho phương án 1: V1 = 47,68.109 + 28,28.109 = 75,96.109 đ + Tính phí tổn vận hành hàng năm: Khấu hao vốn sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8.4% a V1 8,4.75,96.109 Pkh+sc = = 6,38 109 đ = 100 100 Chi phí tổn thất điện hàng năm gây ra: Ptt = 500.17898,6.103 = 8,949.109 đ Phí tổn vận hành hàng năm phương án 1: P1 = Pkh+sc +Ptt = 6,38.109 +8,949.109 = 15,329.109 đ  Phương án + tính vốn đầu tư ta có: V2 = VB+VTBPP - Máy biến áp tự ngẫu có cơng suất 250 MVA cấp điện áp cao 220 kV có giá thành: vTN = 12.8.109 đ ; kTN = 1.3 - Máy biến áp hai cuộn dây có cơng suất 125 MVA : + Với cấp điện áp 110 kV có vB110 = 4.8.109 đ ; kB110 = 1.5 + Với cấp điện áp 220 kV có vB220= 8.1.109 đ ; kB220 = 1.4 Vậy nên đầu tư máy biến áp phương án là: VB1 = 2.1,3.12,8.109 + 1,4.8,1.109 + 1,5.4,8.109 = 51,82.109 đ Theo sơ đồ nối điện phương án 2: - Bên phía 220kV có mạch máy cắt giá mạch 2.8.109 đ - Bên phía 110kV có mạch máy cắt giá mạch 1.3.109 đ - Bên phía 10.5kV có mạch máy cắt giá mạch 0.54.109 đ Do đó: vTBPP1 = (7.2,8+7.1,3+2.0,54).109 = 29,78.109 đ Vậy vốn đầu tư cho phương án 2: V2 = 51,82.109 + 29,78.109 = 81,6.109 đ + Tính phí tổn vận hành hàng năm: Khấu hao vốn sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8.4% Pkh+sc = a V 8,4.81,6.10 = 6,85.109 đ = 100 100 Chi phí tổn thất điện hàng năm gây ra: Ptt = 500.17896,88.103 = 8,95.109 đ Phí tổn vận hành hàng năm phương án 2: P2 = Pkh+sc +Ptt = 6,85.109 +8,95.109 = 15.8.109 đ So sánh phương án để chọn phương án tối ưu: Phương án V 109 đ 75,96 81,6 P 109 đ 15,329 15,8 Ta thấy phương án có tổng vốn đầu tư chi phí vận hành hàng năm nhỏ so với phương án 2.Vì chọn phương án tối ưu phương án làm phương án thiết kế nhà máy nhiệt điện Ch¬ng IV Tính toán dòng điện ngắn mạch Mc ớch tớnh toỏn dịng điện ngắn mạch để lựa chọn khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua thiết bị phải thoả mãnđiều kiện làm việc bình thường có tính ổn định có dịng điện ngằn mạch Vì vây việc tính tốn ngắn mạch để lựa chọn khí cụ điện phần tử có dịng điện chay qua đường cong tính tốn dùng để tính tốn dịng điện ngắn mạch thời điểm khác Để tính tốn ngắn mạch ta lập sơ đồ thay lựa chọn đại lượng : Ta chọn Scb =100 MVA Ucb = Utb Xác định tham số +)Điện kháng hệ thống Scb 100 = = 0,05 SN 2000 +)Điện kháng đường dây kép Scb 1 100 = 0,038 X2 =XD = x o l = 0,4.100 U cb 230 +)Điện kháng máy biến áp ba pha hai dây quấn : U N % Scb XB = 100 SdmB Bên trung : 10,5 100 X11 = X9 = XB(110) = = 0,084 100 125 +) Điện kháng máy biến áp tự ngẫu X1 = XHT = CT TH 0 ( U N + UCH N - UN 0) = ( 11 + 32 - 20) = 11.5 % 11,5 100 UC S X3=X6 = XCTN = N cb = = 0.046 100 SđmB 100 250 CT CH 0 (U + UTH UTN 0 = N - UN 0) N = ( 11 + 20 - 32) = -0.5 ≈ 100 U TN 0 Scb T  X13=X14= XTN = = =0 100 SđmB 100 250 UCN 0 = CH CT 0 (U + UTH N - UN 0) N = ( 32 + 20 - 11) = 20.5 % H0 20,5 100 U S H X4=X7 = XTN = N cb = = 0.082 100 SđmB 100 250 +) Điện kháng máy phát điện Scb 100 = 0,183 = 0,156 X5=X8 = X10=X12 =XF = Xd’’ SdmF 117,5 U HN 0 = Ngắn mạch N1 Biến đổi sơ đồ X17 = X1 + X2 = 0.05+0,038 = 0.088 Do tính chất đối xứng nên ta có : 0,046 X19 = X3 // X6 = = 0.023 0,082 + 0,156 X20 = (X4 + X5 ) // ( X8 + X7 ) = =0.119 0,084 + 0,156 X21 = (X11 nt X12 ) // ( X9 nt X10 ) = =0.12 Như ta có sơ đồ đơn giản sau: X23 = X19 + (X20 // X21 ) = 0.023+ 0,119 0,12 = 0.083 0,119 + 0.12 Điện kháng tính toán: 4000 SHT = 0,088 = 3,52 X tt1 = X17 100 Scb SF1, 2,3, 470 = 0,083 = 0,39 X tt = X 23 100 Scb Do Xtt1 > nên coi điểm ngắn mạch xa 4000 E tđ Σ = 2,982 kA Iđm =  IN1 = 3,52 3.220 X tt1 Với Xtt2 =0.39 tra bảng ta tìm : I*N (0) = 2,5 Tính dịng đơn vị kA: 470 Σ = 2,5 = 3,08 kA I N (0) = I*N (0) Iđm 3.220 • Vậy giá trị dòng ngắn mạch điểm ngắn mạch: IN (0) = IN1+IN2(0) = 2.98 + 3.08 = 6.06 kA Tính dòng Ixk i xk = K xk I′ N = 2.1,8.6,06 = 15,43 kA Ngắn mạch N2 Sơ đồ tưương đưương : Biến đổi sơ đồ Tương tự ngắn mạch N1 ta có sơ đồ: Như ta có sơ đồ đơn giản sau: Điện kháng tính tốn: 4000 SHT = 0,111 = 4,44 100 Scb SF1,2,3, 470 = 0,06 = 0,28 X tt = X 27 100 Scb Do Xtt1 > nên coi điểm ngắn mạch xa 4000 E tđ Σ = 4,52 kA Iđm =  IN1 = 4,44 3.115 X tt1 X tt1 = X 26 Với Xtt2 =0.28 tra bảng ta tìm : I*N (0) = 3,8 Tính dịng đơn vị kA: Σ = 3,8 I N (0) = I*N (0) Iđm • 470 = 9,37 kA 3.110 Vậy giá trị dòng ngắn mạch điểm ngắn mạch: IN (0) = IN1+IN2(0) = 4.52 + 9.37 = 13.89 kA Tính dịng Ixk i xk = K xk I′′ N = 2.1,8.13,89 = 35,36 kA Tính ngắn mạch điểm N3 Biến đổi sơ đồ thành: Trong đó: X28= ( X11+X12)//(X7+X8)//(X9+X10) = X21//(X7+X8) 0,12.0,238 = 0,08 = 0,12 + 0,238 X26= X17 + X19=0.088+0.023 = 0.111 Biến đổi ( X28 X26 X4 ) thành tam giác thiếu ( X30 X31 ) ta có: X 26 X X30 = X26 +X4 + X 28 0,111.0,082 = 0.111 + 0.082 + = 0.307 0,08 X 28 X X31 = X28 +X4 + X 26 0,08.0,082 = 0.08 + 0.082 + = 0.221 0,111 Như ta có sơ đồ đơn giản sau: Điện kháng tính tốn: 4000 SHT = 0,307 = 12,28 X tt1 = X30 100 Scb SF2,3,4 352,5 = 0,221 = 0,779 X tt = X31 100 Scb Do Xtt1 > nên coi điểm ngắn mạch xa 4000 E tđ Σ = 17.91 kA Iđm =  IN1 = 12,28 3.10,5 X tt1 Với Xtt2 = 0.779 tra bảng ta tìm : I*N (0) = 1,2 Tính dòng đơn vị kA: Σ = 1,2 I N (0) = I*N (0) Iđm 352,5 = 23.259 kA 3.10,5 • Vậy giá trị dịng ngắn mạch điểm ngắn mạch: IN (0) = IN1+IN2(0) = 17.91+23.259 = 41.169 kA Tính dịng Ixk i xk = K xk I′ N = 2.1,8.41.169 = 104.799 kA Ngắn mạch N3’ 117,5 SF1 = 0,156 = 0,183 100 Scb Với Xtt = 0.159 tra bảng ta tìm : I*N (0) = 5,6 Điện kháng tính tốn: X tt = X5 Tính dịng đơn vị kA: Σ = 5,6 I N (0) = I*N (0) Iđm • 117,5 = 36,181 kA 3.10,5 Tính dịng ixk i xk = K xk I′ N = 2.1,91.36,181 = 97,73 kA Ta thấy I N3 > I N3' → Dùng dịng I N để chọn khí cụ điện dây dẫn Ngắn mạch N4: I N (0) = I N3 (0) +I (0) = 41,196+36,181 = 77,377 kA Dịng xung kích : ixk4 = ixk3 + ixk3’ = 104.799+97.73 = 202.529 kA Bảng kết tính tốn ngắn mạch phương án I : N3’ Dòng NM Điểm NM N1 N2 N3 N3’ N4 I’’ ( kA ) Ixk( kA ) 6.06 13.89 41.169 36.181 77.377 15.43 35.36 104.799 97.73 202.529