Thiết kế điện cho mạng điện khu vực - Đại học bách khoa Hà Nội

cp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất ở bảng 2.1 Bảng 2.12 Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn Dây dẫn Dòng điện làm việc lâu dài cho phép [A] AC - 70 265 AC - 95 330 AC - 120 380 AC - 150 445 AC - 185 510 Sau đây ta sẽ tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng đường dây: Đối với đường dây N-1: MVA MVA FTC = 70 mm2 ICP = 265 A Thoả mãn Các đường dây còn lại tính tương tự Bảng 2.13 Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 3 - 2 NĐ - 3 NĐ – 4 4 - 5 NĐ - 6 l (km) 53,852 31,623 50 36,056 41,231 50,99 P (MW) 28 26 56 56 24 28 Q (MVAr) 13,561 12,592 25,372 27,122 11,624 13,561 S (MVA) 31,111 28,889 61,479 62,222 26,667 31,111 Imax (A) 81,645 151,628 161,134 163,29 139,965 81,645 F (mm2) 74,059 137,844 146,485 148,445 127,241 74,059 FTC (mm2) AC - 70 AC –120 AC – 150 AC – 150 AC – 120 AC – 70 ISC (A) 163,29 - 322,268 326,58 - 163,29 ICP (A) 265 380 445 445 380 265 Bước 3 Tính thông số đường dây Đối với đường dây NĐ – 2 và NĐ – 5 có R = r0.l X = x0.l B = b0.l Đối với các đường dây còn lại có R = r0.l/2 X = x0.l/2 B = 2.b0.l Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2.14 Bảng 2.14 Thông số các đường dây Đường dây FTC (mm2) l (km) R0 () X0 () B0.10-6 (s/km) R () X () B.10-4 (s) NĐ-1 AC-70 53,852 0,45 0,44 2,58 12,117 11,847 2,779 3 - 2 AC-120 31,623 0,27 0,42 2,59 10,436 13,598 0,84 NĐ-3 AC-150 50,000 0,21 0,40 2,59 6,75 10,5 1,295 NĐ-4 AC-150 36,056 0,21 0.40 2,59 4,867 7,572 1,868 4 - 5 AC-120 41,231 0,27 0,42 2,59 13,606 17,729 1,093 NĐ-6 AC-70 50,990 0,45 0,44 2,58 11,473 11,218 2,631 Bước 4 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đến điểm có điện áp thấp nhất trong mạng điện. Có hai chế độ làm việc : Chế độ làm việc bình thường Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường được tính bằng công thức : Trong đó : ∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện ∆U -Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét , % P-Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây Q-Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây R, X- điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây Chế độ làm việc sự cố Các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải 1, 3, 4, 6 là đường dây 2 mạch nên khi có sự cố xảy ra thì: ∆Usc = 2∆Ubt Ví dụ: Đối với đường dây NĐ – 1 ta có: Trong trường hợp đứt một mạch trên đoạn đường dây NĐ-1 ,ta có: ∆UN-1sc% = 2.3,831%= 7,662 % Bảng 2.15 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện ĐD P[MW] Q[MVAr] R[Ω] X[Ω] Uđm[kV] ∆Ubt% ∆Usc% NĐ – 1 28 13,561 12,117 11,847 110 3,831 7,662 3 - 2 26 12,592 10,436 13,598 110 3,366 - NĐ – 3 56 25,372 6,75 10,5 110 5,326 10,652 NĐ – 4 56 27,122 4,867 7,572 110 3,95 7,94 4 - 5 24 11,624 13,606 17,729 110 4,402 - NĐ – 6 28 13,561 11,473 11,218 110 3,912 7,824 Từ bảng trên ta thấy: Phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật d) Phương án 4 Sơ đồ mạng điện của phương án 4 cho trên hình 2.9 15 Hình 2.9 Sơ đồ mạng điện phương án 4 1 NĐ 10 6 2 4 50 3 5 15 10 50 0 Bước 1 Chọn điện áp định mức của mạng Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau. Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện. Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức thực nghiệm : Uvhi = 4,34 li : Khoảng cách truyền tải [km] Pi : Công suất truyền tải trên đường dây [MW] Nếu thì chọn Uđm = 110 kV Ví dụ : Đối với đường dây N -1 thì : P1 = Ppt1=28 MW l 1= 53,852 km Do đó Chọn Uđm = 110 kV Các đường dây còn lại tính tương tự Bảng 2.16 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây Công suất truyền tải ( MVA ) Chiều dài đường dây l ( km ) Điện áp tính toán U ( kV ) Điện áp định mức của mạng Uđm ( kV ) NĐ - 1 28+ j 13,561 53,852 97,225 110 NĐ - 2 26 + j 12,592 67,082 95,389 NĐ - 3 30 + j 12,780 50,000 99,914 NĐ - 4 56 + j 27,122 36,056 132,498 4 - 5 24 + j 11.624 41,231 89,496 NĐ - 6 28 + j 13.561 50,990 96,861 Bước 2 Chọn tiết diện dây dẫn Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không, các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là : Trong đó : Imax - dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A Jkt- mật độ kinh tế của dòng điện [A/mm2] Với dây AC và Tmax = 4800h thì Jkt = 1,1 A/mm2 Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công thức : Trong đó : n- số mạch của đường dây Uđm- điện áp định mức của mạng điện, kVs Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA Đối với đường dây trên không 110kv, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F70 mm2 Khi đã tính được Ftt , ta chọn Ftc gần với Ftt nhất (nhưng vẫn phải thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang ). Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn nên không cần phải kiểm tra điều kiện này. Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố , cần phải có điều kiện sau : Trong đó : Isc : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất ở bảng 2.1 Bảng 2.17 Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn Dây dẫn Dòng điện làm việc lâu dài cho phép [A] AC - 70 265 AC - 95 330 AC - 120 380 AC - 150 445 AC - 185 510 Sau đây ta sẽ tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng đường dây: Đối với đường dây N-1: MVA MVA FTC = 70 mm2 ICP = 265 A Thoả mãn Các đường dây còn lại tính tương tự Bảng 2.18 Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 NĐ – 2 NĐ - 3 NĐ – 4 4 - 5 NĐ - 6 l (km) 53,852 67,082 50 36,056 41,231 50,99 P (MW) 28 26 30 56 24 28 Q (MVAr) 13,561 12,592 12,78 27,122 11,624 13,561 S (MVA) 31,111 28,889 32,609 62,222 26,667 31,111 Imax (A) 81,645 151,628 85,576 163,29 139,965 81,645 F (mm2) 74,059 137,844 77,796 148,445 127,241 74,059 FTC (mm2) AC - 70 AC – 120 AC – 70 AC – 150 AC – 120 AC – 70 ISC (A) 163,29 - 171,152 326,58 - 163,29 ICP (A) 265 380 265 445 380 265 Bước 3 Tính thông số đường dây Đối với đường dây NĐ – 2 và NĐ – 5 có R = r0.l X = x0.l B = b0.l Đối với các đường dây còn lại có R = r0.l/2 X = x0.l/2 B = 2.b0.l Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2.4 Bảng 2.19 Thông số các đường dây Đường dây FTC (mm2) l (km) R0 () X0 () B0.10-6 (s/km) R () X () B.10-4 (s) NĐ-1 AC-70 53,852 0,45 0,44 2,58 12,117 11,847 2,779 NĐ-2 AC-120 67,082 0,27 0,42 2,59 22,137 28,845 1,778 NĐ-3 AC-70 50,000 0,45 0,44 2,58 11,25 11 2,58 NĐ-4 AC-150 36,056 0,21 0.40 2,59 4,867 7,572 1,868 4 - 5 AC-120 41,231 0,27 0,42 2,59 13,606 17,729 1,093 NĐ-6 AC-70 50,990 0,45 0,44 2,58 11,473 11,218 2,631 Bước 4 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đến điểm có điện áp thấp nhất trong mạng điện. Có hai chế độ làm việc : Chế độ làm việc bình thường Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường được tính bằng công thức : Trong đó : ∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện ∆U -Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét , % P-Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây Q-Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây R, X- điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây Chế độ làm việc sự cố Các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải 1, 3, 4, 6 là đường dây 2 mạch nên khi có sự cố xảy ra thì: ∆Usc = 2∆Ubt Ví dụ: Đối với đường dây NĐ – 1 ta có: Trong trường hợp đứt một mạch trên đoạn đường dây NĐ-1 ,ta có: ∆UN-1sc% = 2.3,831%= 7,662 % Bảng 2.20 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện ĐD P[MW] Q[MVAr] R[Ω] X[Ω] Uđm[kV] ∆Ubt% ∆Usc% NĐ – 1 28 13,561 12,117 11,847 110 3,831 7,662 NĐ – 2 26 12,592 22,137 28,845 110 7,758 - NĐ – 3 30 12,780 11,25 11 110 3,951 7,902 NĐ – 4 56 27,122 4,867 7,572 110 3,95 7,94 4 - 5 24 11,624 13,606 17,729 110 4,402 - NĐ – 6 28 13,561 11,473 11,218 110 3,912 7,824 Từ bảng trên ta thấy: Phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật e) Phương án 5 Sơ đồ mạng điện của phương án 5 cho trên hình 2.11 15 Hình 2.11 Sơ đồ mạng điện phương án 5 1 NĐ 6 10 2 4 50 3 5 15 10 50 0 Để tìm điện áp vận hành của vòng kín NĐ-3-4-NĐ theo công thức Still ta cần tìm được phân bố công suất trong vòng kín đó. Tìm phân bố công suất trong vòng kín NĐ-3-4-NĐ: Giả sử toàn bộ đường dây trong mạch vòng kín có cùng tiết diện. Ta có công suất truyền tải trên đoạn NĐ-3 là: SNĐ-3 = [ S3(l3-4 + l4-NĐ) +S4l4-NĐ] /(lNĐ-3 + l3-4 + l4-NĐ) = [(30 + j12,780)(50,99+36,056)+ (32 + j 15,498)36,056] /(50 + 50,99 + 36,056)] = 27,474 + j 12,185 MVA Vậy công suất truyền tải trên đoạn 4-3 và NĐ-4 là: S4-3 = S3 - SNĐ-3 = 2,526 + j 0,595 MVA SNĐ-4 = S4 + S4-3 = 34,526 + j 16,093 MVA Từ đó ta thấy rằng điểm 3 là điểm phân bố công suất. Chọn điện áp cho lưới điên: Áp dụng công thức Still. Ví dụ xét đoạn lưới NĐ – 3: PNĐ-3 = 27,474 MW L3 = 50 km Vậy theo Still ta có: UvhNĐ-3 = = 96,029 kV Áp dụng tương tự công thức Still cho các đoạn lưới điện tương tự ta có bảng sau: Bảng 2.21 Điện áp tính trên các đoạn ĐD và điện áp ĐM của cả mạng điện PA5 Đường dây Công suất truyền tải ( MVA ) Chiều dài đường dây l ( km ) Điện áp tính toán U ( kV ) Điện áp định mức của mạng Uđm ( kV ) NĐ - 1 28+ j 13,561 53,852 97,225 110 NĐ - 2 26 + j 12,592 67,082 95,389 NĐ - 3 27,474 + j12,185 50,000 96,029 3 - 4 2,526 + j 0,595 50,99 41,493 NĐ - 4 34,526 + j 16,093 36,056 89,836 NĐ - 5 24 + j 11.624 72,111 92,688 NĐ - 6 28 + j 13.561 50,990 96,861 Bước 2 Chọn tiết diện dây dẫn Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không, các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là : Trong đó : Imax - dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A Jkt- mật độ kinh tế của dòng điện [A/mm2] Với dây AC và Tmax = 4800h thì Jkt = 1,1 A/mm2 Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công thức : Trong đó : n- số mạch của đường dây Uđm- điện áp định mức của mạng điện, kVs Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA Đối với đường dây trên không 110kv, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F70 mm2 Khi đã tính được Ftt , ta chọn Ftc gần với Ftt nhất (nhưng vẫn phải thỏa mãn điều kiện tổn thất vầng quang ). Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn nên không cần phải kiểm tra điều kiện này. Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố , cần phải có điều kiện sau : Trong đó : Isc : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất ở bảng 2.1 Bảng 2.22 Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn Dây dẫn Dòng điện làm việc lâu dài cho phép [A] AC – 70 265 AC – 95 330 AC – 120 380 AC – 150 445 AC – 185 510 Sau đây ta sẽ tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng đường dây: Đối với đường dây N-3: = 27,474 + j 12,185 MVA = 30,055 MVA FTC = 120 mm2 ICP =380 A Thoả mãn Các đường dây còn lại tính tương tự Bảng 2.23 Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 NĐ – 2 NĐ - 3 3 - 4 NĐ - 4 NĐ - 5 NĐ - 6 l (km) 53,852 67,082 50 50,99 36,056 72,111 50,99 P (MW) 28 26 27,474 2,526 34,526 24 28 Q (MVAr) 13,561 12,592 12,185 0,595 16,093 11,624 13,561 S (MVA) 31,111 28,889 30,055 2,595 38,092 26,667 31,111 Imax (A) 81,645 151,628 157,748 13,620 199,931 139,965 81,645 F (mm2) 74,059 137,844 143,407 12,382 181,755 127,241 74,059 FTC (mm2) AC - 70 AC –120 AC – 150 AC – 70 AC-185 AC –120 AC – 70 ISC (A) 163,29 - - - - - 163,29 ICP (A) 265 380 445 265 510 380 265 Bước 3 Tính thông số đường dây Với đường dây 2 mạch: R = r0.l/2 X = x0.l/2 B = 2.b0.l Với đường dây 1 mạch: R = r0.l X = x0.l B = b0.l Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2. Bảng 2.24 Thông số các đường dây Đường dây FTC (mm2) l (km) R0 () X0 () B0.10-6 (s/km) R () X () B.10-4 (s) NĐ-1 AC-70 53,852 0,45 0,44 2,58 12,117 11,847 2,779 NĐ-2 AC-120 67,082 0,27 0,42 2,59 22,137 28,845 1,778 NĐ-3 AC–150 50,000 0,21 0,40 2,65 16,5 21,5 1,325 3 - 4 AC–70 50,99 0,45 0,44 2,65 16,827 21,926 1,351 NĐ-4 AC-185 36,056 0,21 0,409 2,65 11,898 15,504 0,955 NĐ-5 AC-120 72,111 0,27 0,42 2,59 23,797 31,008 1,911 NĐ-6 AC-70 50,990 0,45 0,44 2,58 11,473 11,218 2,631 Bước 4 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đến điểm có điện áp thấp nhất trong mạng điện. Có hai chế độ làm việc : Chế độ làm việc bình thường Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường được tính bằng công thức : Trong đó : ∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện ∆U -Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét [ %] P-Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây Q-Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây R, X- điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây Chế độ làm việc sự cố Các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải 1, 6 là đường dây 2 mạch nên khi có sự cố xảy ra thì: ∆Usc = 2∆Ubt Ví dụ: Đối với đường dây NĐ – 1 ta có: Trong trường hợp đứt một mạch trên đoạn đường dây NĐ-1 ,ta có: ∆UN-1sc% = 2.3,831%= 7,662 % Bảng 2.25 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện ĐD P[MW] Q[MVAr] R[Ω] X[Ω] Uđm[kV] ∆Ubt% ∆Usc% NĐ – 1 28 13,561 12,117 11,847 110 3,831 7,662 NĐ – 2 26 12,592 22,137 28,845 110 7,758 - NĐ – 3 27,474 12,185 16,5 21,5 110 5,912 16,208 3 - 4 2,526 0,595 16,827 21,926 110 0,459 - NĐ – 4 34,526 16,093 11,898 15,504 110 5,457 18,702 NĐ – 5 24 11,624 23,797 31,008 110 7,699 - NĐ – 6 28 13,561 11,473 11,218 110 3,912 7,824 Xét mạch kín NĐ-3-4-NĐ: Trường hợp nặng nề nhất là trường hợp đứt dây NĐ-3 hoặc NĐ-4 vì công suất truyền tải trên 2 đoạn này lớn, chiều dài đường dây lớn, Còn đoạn 3-4 ở chế độ xác lập chỉ có một lượng nhỏ dòng công suất chạy qua và chiều dài đường dây 3-4 cũng nhỏ hơn các đoạn còn lại. Khi xảy ra sự cố đứt dây NĐ-3 thì đoạn NĐ-4 tải toàn bộ công suất 2 phụ tải 3 và 4 PNĐ-4 = Ppt3 + Ppt4 = 62 MVA QNĐ-4 = Qpt2 + Qpt3= 28,278 MVAr ∆UN-4sc% = 9,72 % Đoạn 4-3 tải công suất của phụ tải 3 P = 30 MVA Q = 12,780 MVAr ∆U4-3sc% = 6,488 % Khi xảy ra sự cố đứt dây N-3 thì ∆UNĐ-3sc% = ∆UN-4sc% + ∆U4-3sc% = 16,208 % Khi xảy ra sự cố đứt dây N-4 thì đoạn N-3 tải toàn bộ công suất 2 phụ tải 2 và 3 PN-3 = Ppt2 + Ppt3 = 62 MVA QN-3 = Qpt2 + Qpt3= 28,278 MVAr ∆UN-3sc% = 12,179 % Đoạn 4-3 tải công suất của phụ tải 4 P = 32 MVA Q = 15,498 MVAr ∆U3-4sc% = 6,523 % ∆UN-4sc%=∆UN-3sc% + ∆U3-4sc%=18,702 % Vậy tổn thất điện áp max trong mạch vòng là 18,702 % Từ bảng trên ta thấy: Phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật CHƯƠNG 3 SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1. Đặt vấn đề Khi tính toán, thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kĩ thuật.Mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kĩ thuật thường mâu thuẫn nhau, một lưới điện có chỉ tiêu kĩ thuật tốt, vốn đầu tư và chi phí vận hành cao. Ngược lại, lưới điện có vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ thì tổn thất cao, cấu trúc lưới điện phức tạp, vận hành kém linh hoạt, độ an toàn thấp.Vì vậy việc đánh giá tính toán chỉ tiêu kinh tế,kĩ thuật của một lưới điện sẽ đảm bảo cho việc đạt chỉ tiêu về kĩ thuật, hợp lý về kinh tế. Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp. Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm, được xác định theo công thức: Z = (atc+ avh) KD + ∆A.c Trong đó : Z - hàm chi phí tính toán hàng năm atc- hệ số hiệu quả của vốn đầu tư , atc = 0,125 avh - hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện, avh= 0,07 ∆A - tổng tổn thất điện năng hàng năm c - giá 1Kwh điện năng tổn thất, c= 600 đ KD - tổng các vốn đầu tư về đường dây [đ] Tính KD: KD = ∑n k0i li Trong đó : k0i - giá thành 1 km đường dây thứ i [đ/km] li - chiều dài đoạn đường dây thứ i [km] n = 1,6 với ĐD 2 mạch trên cùng một cột n = 1 với đường dây 1 mạch Bảng 3.1 Bảng giá đường dây Đơn vị: triệu đồng /km Loại dây Cột bê tông cốt thép Cột thép AC-70 300 380 AC-95 308 385 AC-120 320 392 AC-150 336 403 AC-185 352 416 AC-240 402 436 Ghi chú: Giá tiền trong bảng trên chỉ đúng cho đường dây 110 KV có một lộ. Nếu đường dây có 2 lộ trên một cột thì lấy giá tiền ở bảng trên nhân với hệ số 1,6. Tổn thất điện năng trong mạng điện được tính theo công thức ∆A = ∑∆Pimax .τ Trong đó : τ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất [h] ∆Pimax - tổn thất công suất trên đoạn ĐD thứ i khi công phụ tải cực đại Ta có công thức tính ∆Pimax: Trong đó : Pimax ,Qimax - CSTD và CSPK chạy trên đường dây thứ i ở chế độ phụ tải cực đại. Ri - điện trở tác dụng của đoạn đưòng dây thứ i (Ω) Uđm - điện áp định mức của mạng điện (kV) Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính theo công thức: τ = (0,124 + Tmax .10-4)2 . 8760 h Trong đó : Tmax - thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm Với Tmax = 4800 h ta có τ =3195,79 h Sau đây ta sẽ tính toản hàm chi phí tính toán hàng năm đối với từng phương án. 3.2. Tính hàm chi phí tính toán 3.2.1. Phương án 1 Tính chi phí xây dựng KD cho mỗi đoạn đường dây Ví dụ: Xét đoạn đường dây NĐ - 1(AC-70) KD(NĐ-1)= 1,6.ko(NĐ-1)lNĐ-1 Giả sử các đường dây dùng cột thép ta có: ko(NĐ-1) = 380.106 đ/km KD(NĐ-1) = 1,6. 380.106 . 53,852 = 30400.106 đ Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại ta có bảng sau: Bảng 3.2 . Chi phí đầu tư cho phương án 1 ĐD Loại dây P MW Q MVAr l km Uđm kV RΩ ∆P MW koi 106đ n KD 106đ NĐ - 1 AC-70 28 13,561 53,852 110 12,117 0,97 380 1,6 32742,02 NĐ - 2 AC-120 26 12,592 67,082 110 22,137 1,53 385 1,0 25826,57 NĐ - 3 AC-70 30 12,780 50,000 110 11,25 0,99 380 1,6 30400 NĐ - 4 AC-70 32 15,498 36,056 110 8,113 0,85 380 1,6 29122,05 NĐ - 5 AC-120 24 11,624 72,111 110 23,797 1,4 385 1,0 27762,73 NĐ - 6 AC-70 28 13,561 50,990 110 11,473 0,92 380 1,6 31001,92 Tổng 6,66 176855,29 Từ bảng trên ta xác định được: Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống : ∑∆Pmax = 6,66 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây : KD = 176855,29.106 đ Xác định hàm chi phí tính toán hàng năm: Hàm chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = (atc+ avh)K + ∑∆Pmax .τ . c Thay số ta được: Z = (0,125 + 0,07). 176855,29.106 + 6,66.103 . 3195,79.600 = 47,26.109 đ 3.2.2. Phương án 2 Tính toán tương tự như phương án trên ta có bảng sau: Bảng 3.3 . Chi phí đầu tư cho phương án 2 ĐD Loại dây P MW Q MVAr l km Uđm kV RΩ ∆P MW koi 106đ n KD 106đ NĐ - 1 AC-70 28 13,561 53,852 110 12,117 0,97 380 1,6 32742,02 3 - 2 AC-120 26 12,592 31,623 110 10,436 0,72 385 1,0 12174,86 NĐ - 3 AC-150 56 25,372 50,000 110 6,75 2,11 392 1,6 31360 NĐ - 4 AC-70 32 15,498 36,056 110 8,113 0,85 380 1,6 29122,05 NĐ - 5 AC-120 24 11,624 72,111 110 23,797 1,4 385 1,0 27762,73 NĐ - 6 AC-70 28 13,561 50,990 110 11,473 0,92 380 1,6 31001,92 Tổng 6,97 164163,58 Từ bảng trên ta xác định được: Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống : ∑∆Pmax = 6,97 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây : KD = 164163,58.106 đ Xác định hàm chi phí tính toán hàng năm: Hàm chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = (atc+ avh)K + ∑∆Pmax .τ . c Thay số ta được: Z = (0,125 + 0,07). 164163,58.106 + 6,97.103 . 3195,79.600 = 45,38.109 đ 3.2.3. Phương án 3 Bảng 3.4 . Chi phí đầu tư cho phương án 3 ĐD Loại dây P MW Q MVAr l km Uđm kV RΩ ∆P MW koi 106đ n KD 106đ NĐ - 1 AC-70 28 13,561 53,852 110 12,117 0,97 380 1,6 32742,02 3 - 2 AC-120 26 12,592 31,623 110 10,436 0,72 385 1,0 12174,86 NĐ - 3 AC-150 56 25,372 50,000 110 6,75 2,11 392 1,6 31360 NĐ - 4 AC-120 56 27,122 36,056 110 4,867 1,56 392 1,6 22614,32 4 - 5 AC-95 24 11,624 41,231 110 13,606 0,80 385 1,0 15873,94 NĐ - 6 AC-70 28 13,561 50,990 110 11,473 0,92 380 1,6 31001,92 Tổng 7,08 145766,96 Từ bảng trên ta xác định được: Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống : ∑∆Pmax = 7,08 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây : KD = 145766,96.106 đ Xác định hàm chi phí tính toán hàng năm: Hàm chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = (atc+ avh)K + ∑∆Pmax .τ . c Thay số ta được: Z = (0,125 + 0,07). 145766,96.106 + 7,08.103 . 3195,79.600 = 42,00.109 đ 3.2.4. Phương án 4 Bảng 3.5 . Chi phí đầu tư cho phương án 4 ĐD Loại dây P MW Q MVAr l km Uđm kV RΩ ∆P MW koi 106đ n KD 106đ NĐ - 1 AC-70 28 13,561 53,852 110 12,117 0,97 380 1,6 32742,02 NĐ - 2 AC-120 26 12,592 67,082 110 22,137 1,53 385 1,0 25826,57 NĐ - 3 AC-70 30 12,780 50,000 110 11,25 0,99 380 1,6 30400 NĐ - 4 AC-150 56 27,122 36,056 110 4,867 1,56 392 1,6 22614,32 4 - 5 AC-120 24 11,624 41,231 110 13,606 0,80 385 1,0 15873,94 NĐ - 6 AC-70 28 13,561 50,990 110 11,473 0,92 380 1,6 31001,92 Tổng 6,77 158458,77 Từ bảng trên ta xác định được: Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống : ∑∆Pmax = 6,77 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây : KD = 158458,77.106 đ Xác định hàm chi phí tính toán hàng năm: Hàm chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = (atc+ avh)K + ∑∆Pmax .τ . c Thay số ta được: Z = (0,125 + 0,07). 158458,77.106 + 6,77.103 . 3195,79.600 = 43,88.109 đ 3.2.5. Phương án 5 Bảng 3.6 . Chi phí đầu tư cho phương án 5 ĐD Loại dây P MW Q MVAr l km Uđm kV RΩ ∆P MW koi 106đ n KD 106đ NĐ - 1 AC-70 28 13,561 53,852 110 12,117 0,97 380 1,6 32742,02 NĐ - 2 AC-120 26 12,592 67,082 110 22,137 1,53 385 1,0 25826,57 NĐ - 3 AC-150 27,474 12,185 50,000 110 16,5 1,23 380 1,0 19000 3 - 4 AC-70 2,526 0,595 50,99 110 16,827 0,09 380 1,0 19376,2 NĐ - 4 AC-180 34,526 16,093 36,056 110 11,898 1,43 385 1,0 13881,56 NĐ - 5 AC-120 24 11,624 72,111 110 23,797 1,4 385 1,0 27762,73 NĐ - 6 AC-70 28 13,561 50,990 110 11,473 0,92 380 1,6 31001,92 Tổng 7,57 169591 Từ bảng trên ta xác định được: Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống : ∑∆Pmax = 7,57 MW Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây : KD = 169591.106 đ Xác định hàm chi phí tính toán hàng năm: Hàm chi phí tính toán hàng năm xác định theo công thức: Z = (atc+ avh)K + ∑∆Pmax .τ . c Thay số ta được: Z = (0,125 + 0,07). 169591.106 + 7,57.103 . 3195,79.600 = 47,58.109 đ 3.3. Kết luận Từ sự phân tích ở trên ta thấy rằng PA3 có hàm chi phí tính toán nhỏ nhất, Z3 = 42,00.109 đ/năm Độ lệch hàm chi phí tính toán hàng năm giữa các phương án 1, 2, 4, 5 với phương án 3 tính theo phần trăm là: ΔZ13 % = ( Z1 – Z3 ) . 100 /Z3= (47,26– 42,00) . 100/ 42,00= 12,524 ΔZ 23 % = ( Z2 – Z3) . 100 /Z3 = (45,38– 42,00) . 100/ 42,00= 8,048 ΔZ43 % = ( Z4 – Z3 ) . 100 /Z3 = (43,88– 42,00) . 100/ 42,00= 4,476 ΔZ53 % = ( Z5 – Z3 ) . 100 /Z3 = (47,58– 42,00) . 100/ 42,00= 13,286 Ta có bảng tổng kết hàm chi phí tính toán và độ lệch ΔZ: Bảng 3.7 Tổng kết các phương án PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 Z (109đ/năm) 47,26 45,38 42,00 43,88 47,58 ΔZ % 12,524 8,048 0 4,476 13,286 KD (109 đ) 176,85 164,16 145,76 158,46 169,59 ∆Umaxbt% ∆Umaxsc% Từ bảng trên ta loại phương án 1, 2, 5 vì các phương án này có: ΔZ % > 5 Còn các PA 3, 4 là các phương án tương đương về mặt kinh tế do: ΔZ % < 5 Khi đó để lựa chọn PA hợp lý nhất ta dựa vào chỉ tiêu kỹ thuật tổn thất điện áp max khi bình thường và khi sự cố hay vốn đầu tư c