Tính vốn đầu tư của thiết bị V

Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



2. Tính phí tổn vận hành hàng năm

- Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sửa chữa lớn:



(



a.V

1

PK =

=

. a .V +a .V

TB

TBPP

100 100 B B



-



)



Chọn aB = 8,1%; arB = 6,4%

PK

= (0,081 * 46.144 + 0,064 * 19.580)*106

= 3.852,73 *106 VND/năm

- Chi phí do tổn thất điện năng

PT = C. A

Lấy C = 400 VND/KWh

PT = 400 * 11921963 = 4763,7. 106 VND

Phí tổn vận hành hàng năm của phơng án I là:

P = pT + PK = (3 852,9 + 4763,7 ) * 106 = 8616,6 *106 VND/năm

II. Tính toán cho phơng án II:

1. Tính vốn đầu t của thiết bị V

a. Vốn đầu t cho các máy biến áp

- Hai máy biến áp ba pha hai cuộn dây: T - 200 - 242/13,8

Giá: 181 x 103 x 40 x 103 VND với KB = 1,4

- Một máy biến áp ba pha hai cuộn dây: T - 125 - 242/13,8

Giá: 181 x 103 x 40 x 103 VND với KB = 1,4

Vậy tổng số vốn đầu t vào máy biến áp là:

VB = (1*181 + 2 * 250 + 1 * 162 ) * 40*106*1,4 = 47.208*106 VNĐ

b. Tính vốn đầu t thiết bị phân phối

Tơng tự nh phơng án I chỉ cần tính vốn đầu t của máy cắt điện:

- Mạch cấp 220KV gồm có 4 mạch với máy cắt điện không khí kiểu

BBb - 220 - 31.5/2000

Mỗi mạch giá: 71,5 . 103 . 40 . 103 VNĐ

- Mạch cấp 10KV gồm có 2 mạch với máy cắt điện không khí kiểu

BM - 20 90/11200Y3

Mỗi mạch giá: 11,5 .103 . 40 . 103 VND

Vậy tổng vốn đầu t để xây dựng thiết bị phân phối:

VTBPP = [(4 * 71,5 + 4 * 40 +5* 15)] *40*106 VND

VTBPP = 20.840 * 106 VND



2. Tính phí tổn vận hành hàng năm

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



23



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện

P



K



Đồ án môn NMĐ



Khấu hao hàng năm về vốn đầu t và sửa chữa lớn:



(



a.V

1

=

=

. a .V + a .V

B

B

TB

TBPP

100 100



)



Chọn aB = 8,1%; arB = 6,4%

PK = (0,081 * 47208.106 + 0,064 * 20840) .106 = 5157 x 106 VNĐ

- Chi phí do tổn thất điện năng

PT = . A (Lấy = 400 VND/KWh)

A = 12153484 KWh/năm (tính toán ở chơng 2)

PT = 400 x 12153484 = 4861,4. 106 VND/năm

Phí tổn vận hành năm của phơng án II là:

P = PT + PK = 10 018. 106 VND/năm

Có bảng tổng kết so sánh về mặt kinh tế của hai phơng án nh sau:

P.A

I

II



V (106 VND )

65724

68048



P (106 VND )

8616,6

10018



Nhận xét:

Để chọn đợc phơng án hợp lý nhất trong những phơng án trên cần phải so sánh

tổng hợp cả về mặt kinh tế và kỹ thuật giữa các phơng án. Về mặt kinh tế từ bảng tổng

kết dễ dàng nhận thấy:

V1 < V2 và P1 < P2

Cho thấy sự u việt của phơng án I truớc phơng án II. Ngay cả về mặt kỹ thuật

cũng thây sự linh hoạt của phơng án I trớc phơng án II, ngoài ra phơng án I còn dễ

dàng trong vận hành

Phơng án I là phơng án tối u và ta chọn phơng án này để tính toán ngắn mạch

và lựa chọn các khí cụ điện.



Chơng IV

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



24



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



Tính toán ngắn mạch

Để tính toán dòng điện ngắn mạch ta dùng phơng pháp gần đúng với khái niệm

địên áp định mức trung bình.

Sơ đồ thay thế của nhà máy



Xd



Xc1



XT3



XT4



XF



XC2



XF



XT1

XH



HT



XH1



XH2



XF



XT2



XF



E1



E2



E3



E4



Chọn hệ cơ bản:

SCB=1000 MVA

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



25



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



UCB= UTB

Giá trị điện kháng trong mạch:

- Hệ thống:

XHT= xHT.SCB/SĐM=0,78.1000/3600=0,22

- Đờng dây:



XD=



S

x0 .L. cb . = 0,4.82

2

U



cb



1000

= 0,62

2

230



- MBA hai dây quấn :



X T3 =



%

= U n . S cb = 0,84

X T 4 100

S dm



- MFĐ:



X



f



=

X



"

d



.



S

S



cb



=

1

,



dm



- Máy biến áp từ ngẫu :

%

%

U NC H U NT H

S

1

%

Xc =

* (U NC T +



) * cb = 0,7

200





S dmnT

%

%

U NT H U NC H

S

1

%

XT =

* (U NC T +



) * cb = 0,26

200





S dmnT

Vậy XT = 0



XH =



U%

U%

S

1

%

* (U NC T + NC H + NT H ) * cb = 1,86

200





S dmnT



1.Biến đổi sơ đồ khi ngắn tại N1 .

- Biến đổi sơ đồ ta có:



Sinh Viên:Phạm văn Thảo



26



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



N1



N1



N1

X7



X1



HT



X2



X5



X3



E34



X1



HT



Xc1



X3



Đồ án môn NMĐ



E1234



X1



HT



X4



X4



E1234



E12



X1= 0,62 + 0,22 = 0,84

X2= 0,5*0,7 = 0,35

X3= 0,5 * 1,86 = 0,93

X4=

X5=

X6=



XF

= 0,78

2

1,56 + 0,84

= 1,2

2

(0,93 + 0,78) * 1,2

= 0,71

0,93 + 0,78 +1,2



X7= X2 + X6 = 1,06

áp dụng phơng pháp đờng cong tính toán ta có:

Xtt(HT)=0,84.



3600

=3,03

1000



Xtt(7)=0,5

Tra đờng cong tíng toán ta đợc:

I*HT(0) = 0,525

I*7(0) = 2

Dòng ngắn mạch tại N1 là:



Sinh Viên:Phạm văn Thảo



27



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



S

I (0) = I

3U



dm



7



*7



3.230.



cb



S HT



I(0) =



4.117,5



= 2.



3U cb . X TT



= 2,36 KA



3600



=



Đồ án môn NMĐ



3.230.3,02



= 3KA



IN1=2,36 + 3 = 5,36 KA

ixk= kxk.



2



.I = 1,8.



2



.5,36 = 13,65 KA



2.Dòng ngắn mạch tại N2 .

Từ kết quả ở trên ta có sơ đồ với các giá trị điện kháng .

- Biến đổi sơ đồ ta có:

N2



Xd



Xc



XC



XTH



XH



XH



XF



XF



HT



XT3



XF



E2



E1



XT4



XF



E3



N2



N2

HT



X1



E4



X3



X4



E34



E1234



X1



X4

E12



HT



X1 = 0,84 + 0,35 =1,19

X2 = (1,86 + 1,56)*0,5 =1,71

X3 = (0,84 + 1,56)*0,5 =1,2

X4=



1,71.1,2

=0,71

1,71 +1,2



XTT(HT)=

I(0) =



1,19.3600

1000



= 4,29 > 3



S HT

3U cb . X TT



=



3600

3.121.4,29



= 4 KA



Với X4 = 0,71 suy ra

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



28



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện

X4(TT)=



0,71 * 4 * 117,5

=

1000



Đồ án môn NMĐ



0,33



Tra đờng cong ta đợc: I*4(0) = 3,5

I4(0) =



S

I 3

U



= 3,5.



dm



*4 ( 0 )



4.117,5

3.221.



cb



= 7,86 KA



IN2 = 7,86 + 4 =11,86 kA

ixkN2= kxk. 2 .I = 1,8.

3.Dòng ngắn mạch tại N3

- Biến đổi sơ đồ ta có:



Xd



X2



2



.12,97= 29,9 KA



Xd



X5



X2

X5



N3

X3



XTH



XTH



X3

N3



X4



HT



E12



HT



X4



HT

E34



X6



X5



E12



E34 HT



N3



X7



X3



X8



E34



X4

N3



E12



X4

E12



HT



N3



X7



X9



E



X1 = Xd + XHT = 0,84

X2 = 0,5.XC = 1,19

X3 = 0,5.XH = 0,93

X4= 0,5.XF = 0,78

X5= 0,5.(XT3 + XF) = 1,2

X6= X1 + X2 =2,03

X7= X3 + X6 +



X 3 .X 6

X5



= 4,53



X8= X3 + X5 +



X 3 .X 5

X6



= 2,7



Sinh Viên:Phạm văn Thảo



29



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



X 4 .X 8



X9= X + X = 0,61

4

8

XTT(HT)=



4,53.3600

=

1000



16,308 > 3



S HT



I(0) =



3U cb . X TT



3600



=



3.11.16,308



= 11,58KA



Với X9 = 0,61 suy ra

X9(TT)=



0,61 * 4 * 117,5

=

1000



0,3



Tra đờng cong ta đợc: I*9(0) = 3,2

I9(0) =



I



S

3U



dm



*4 ( 0 )



= 3,2.



4.117,5



cb



3.11



= 46,34 KA



IN3 = 46,34 + 11,58 = 57,9 kA

ixkN3= kxk.



2



.I = 1,9.



2



.57,9= 146 KA



Bảng tổng kết dòng ngắn mạch ở các cấp điện áp



Cấp điện áp

(kV)



Điểm

Ngắn mạch



I(0)

(kA)



IXK

(kA)



220



N1



5,36



13,65



110



N2



11,86



29,9



10,5



N3



57,9



146



Chơng V

Chọn khí cụ điện

Nói chung khi lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện cần phải xét đến tác dụng của

dòng điện đối với khí cụ điện và dây dẫn nhiệt độ của nó sẽ tăng lên do tổn thất công

suất biến thành nhiệt. Một phần nhiệt lợng làm tăng nhiệt độ của dây dẫn và khí cụ

điện, một phần tỏa ra môi trờng ... Có hai tình trạng phát nóng : phát nóng lâu dài và

phát nóng ngắn hạn tơng ứng do làm việc lâu dài và dòng ngắn mạch hay dòng quá tải

gây ra.

Khi phát nóng ngắn hạn, nhiệt độ của dây dẫn có thể cao nhng cha đạt đến ổn

định. Nếu nhiệt độ của các khí cụ điện và dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị h

hỏng (nhất là ở những chỗ tiếp xúc) hoặc làm giảm thời gian phục vụ. Do đó đối với

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



30



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



khí cụ điện và dây dẫn phải quy định nhiệt độ cho phép và trong vận hành bình thờng

cũng nh khi ngắn mạch nhiệt độ của chúng không đợc quá thị số cho phép. Những

thiệt bị chính trong nhà máy điện (máy phát, máy biế áp, máy bù ... ) cùng với các khí

cụ điện (máy cắt, dao cách ly, kháng điện) đợc nối nhau bằng thanh dẫn, thanh góp và

cáp điện lực. Thanh dẫn, thanh góp có hai loại chính: thanh dẫn mềm và thanh dẫn

cứng. Thanh dẫn cứng thờng làm bằng đồng hoặc nhôm và đợc dùng để nối từ đầu cự

máy phát điện đến gian máy dùng làm thanh góp điện áp máy phát. Còn thanh dẫn

mềm dùng để làm thanh dẫn thanh góp cho thiết bị ngoài trời.

I. Chọn thanh dẫn thanh góp

Thanh dẫn thanh góp để nối từ các máy phát lên các máy biến áp ta dùng thanh

dẫn cứng. Tất cả các dây dẫn từ máy biến áp lên thanh góp cao áp và trung áp chọn là

thanh dẫn mềm. Thanh góp cao áp và trung áp đợc chọn là thanh góp mềm.

1. Chọn thanh dẫn cứng

Thanh dẫn cứng đợc chọn theo các tiêu chuẩn sau:

- Chọn tiết diệt thanh dẫn: chọn tiết diện thanh dẫn theo dòng cho phép lâu

dài.

- Dòng cho phép lâu dài của thanh dẫn I CP phải lớn hơn hoặc bằng dòng cỡng

bức qua nó (ICB) tức là:

ICPCH ICB

Trong đó: ICPHC là giá trị dòng cho phép lâu dài đã đợc hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Nh đã xác định ở chơng 3 có ICB mạch máy phát là: 7,14 KA

Với giả thiết

CP = 700C nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh dẫn

0qd = nhiệt độ môi trờng xung quanh quy định khi tính ICP và 0QĐ=250C

xq = nhiệt độ môi trờng xung quanh thực tế nơi đặt thanh dẫn và xq = 350C.

Ta hiệu chỉnh lại dòng cho phép lâu dài theo nhiệt độ thực tế nh sau:

HC

I CP = I CP



CP 0 xq

CP 00 qd



= I CP



70 35

= 0.88

70 25



I CP =7,14/0.88 = 8,12

Ta chọn thanh hai dẫn hình máng ( đồng) để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu

ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng. Chọn thanh dẫn hình máng có

thông số kỹ thuật sau:

ICP



Kích thớc

(mm2)



Sinh Viên:Phạm văn Thảo



T/diện

1 cực



Mô men trở kháng

(cm3)



Mô men quán tính

(cm3)

31



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện

KA



Một thanh



h

b

c

r mm2

12,5 225 105 12,5 16 4880



Đồ án môn NMĐ



2Thanh một thanh 2Thanh



Wx-x



Wy-y Wyo-yo



Jx-x



Jy-y



Jyo-yo



307



66,5



3450



490



7250



645



h=225mm

y



yo



y



r=16mm



x



x



h=225mm



C=12,5mm



y



b=105mm



yo



y



- Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

Với thanh dẫn hình máng đã chọn có ICP =12,5KA > 7,14KA .

Do dòng điện qua mạch lớn hơn 1000A nên ta không cần kiểm tra ổn định

nhiệt của thanh dẫn.

- Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch:

Theo tiêu chuẩn độ bền cơ thì ứng suất của vật liệu thanh dẫn không đợc lớn

hơn ứng suất cho phép của nó nghĩa là: tt cp ứng suất cho phép đối với thanh đồng

là cp = 1400kg/cm2

Lấy khoảng cách giữa hai sứ liền nhau của một pha: l = 120cm

Khoảng cách giữa các pha là: a = 60cm

Xác định lực tính toán Ftt tác dụng lên một nhịp của thanh dẫn pha giữa trên

chiều dài khoảng vợt là:



Sinh Viên:Phạm văn Thảo



32



Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Hệ Thống Điện



Đồ án môn NMĐ



2l

xI 2

XK

a

2

2 x120

Ftt =2,86 x1,02 x10 8 x

x 2 x 57,9 x103







60

Ftt =766 KG

Ftt =2,86 x1,02.x10 8 x



Với Im= là dòng xung kích tại điểm ngắn mạch N3

Mô men uốn tác dụng lên một nhịp thanh dẫn là:

M=



F .l 766 x120

=

= 9200 Kg .cm

10

10



ứng suất xuất hiện trên mỗi thanh dẫn với giả thiết là hai thanh đợc hàn vào

nhau:

Trong đó: CP ứng suất cho phép đối với thanh đồng (CP = 1400KG/cm)

Do đó thanh dẫn đã chọn đảm bảo ổn định động.

- Xác định khoảng cách giữa các miếng đệm:

Ta có lực điện động do đồng ngắn mạch trong cùng một pha gây ra trên một

đơn vị độ dài (1cm) là:

f



1 (3) 2

1

=1,68 4.10 8 . .I NM .k

=1,684.10 8 . ( 2 .57,9.103 ) 2 = 7,4 Kg / cm

2

hd

h

15



với Khd : hệ số hình dáng = 1.

Với h: bề rộng của hai hình máng ghép: Km = 1 vì hai thanh hàn chặt với nhau.

Khoảng cách giữa các miếng đệm

12 xWy y

1





92

cp

= 12 x14,7(1400 ) =488cm

l =

1

F2

7,4



So sánh giữa l1 = 55,027 cm và khoảng cách 120 cm đã chọn ta thấy rằng giữa hai

sứ đỡ cần phải đặt thêm miếng đệm trung gian để thanh dẫn đảm bảo ổn định động

khi ngắn mạch.

2. Chọn sứ đỡ thanh dẫn cứng

Sứ đỡ thanh dẫn cứng đợc chọn theo điều kiện sau:

- Loại sứ : chọn theo vị trí đặt

- Điện áp: UĐMS UĐMHT

h

H

Sinh Viên:Phạm văn Thảo



H



33