TÍNH TOÁN KINH TẾ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ĐỒ ÁN NHÀ MÁY ĐIỆN

Chương III: TÍNH TOÁN KINH TẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Mục đích của chương 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.
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 khi tính toán vốn đầu tư của 1 phương án chúng ta chỉ tính
tiền mua thiết bị. tiền chuyên chở 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 dựa 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
trong đó:
ci: hàm chi phí tính toán của phương án i (đ)
pi: phí tổn vận hành hàng năm của phương án i (đ/năm)
vi: vốn đầu tư của phương án i (đ)
yi: thiệt hại do mất điện gây ra của phương án i (đ/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: 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 mba.
vb: tiền mua máy biến áp.
- vốn đầu tư máy cắt:
vTBPP = n1.vTBPP1 + n2.vTBPP2 + n3.vTBPP3 + … +
trong đó:
n1. n2. n3: số mạch của thiết bị phân phối ứng với các cấp điện áp
vTBPP1. vTBPP2: giá tiền mỗi mạch phân phối.
• Phí tổn vận hàng năm:
pi = pki + ppi + pti
trong đó:
a.Vi
pki =
: tiền khấu hao và sửa chữa thiết bị hàng năm.
100
a%: định mức khấu hao (%)
pi: tiền chi phí lương công nhân và sửa 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.∆a: chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra.
β = 700đ/kwh
về mặt kỹ thuật thì một phương án chấp nhận đợc phải đảm bảo các điều
kiện:

• tính đảm bảo cung cấp điện lúc làm việc bình thờng cũng nh khi sự cố.
• tính linh hoạt trong vận hành
• tính an toàn cho ngời và thiết bị.

Tính toán cụ thể từng phương án:
 Phương án 1.
+ tính vốn đầu tư.
ta có: V1 = VB1+VTBPP1
- Máy biến áp tự ngẫu có công 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 công 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 1 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 6 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 2.8.109 đ.
- Bên phía 110kV có 8 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 1.3.109 đ.
- Bên phía 10.5kV có 2 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 0.54.109 đ.
do 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 về vốn và 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 do tổn thất điện năng hàng năm gây ra:
Ptt = 500.17898,6.103 = 8,949.109 đ
Phí tổn vận hành hàng năm của phương án 1:

P1 = Pkh+sc +Ptt = 6,38.109 +8,949.109 = 15,329.109 đ
 Phương án 2.
+ tính vốn đầu tư.
ta có: V2 = VB+VTBPP
- Máy biến áp tự ngẫu có công 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 công 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 1 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 7 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 2.8.109 đ.


- Bên phía 110kV có 7 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 1.3.109 đ.
- Bên phía 10.5kV có 2 mạch máy cắt. giá mỗi mạch là 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 về vốn và sửa chữa lớn với định mức khấu hao a = 8.4%.
Pkh+sc =

a. V 2 8,4.81,6.10 9
= 6,85.109 đ
=
100
100

Chi phí do tổn thất điện năng hàng năm gây ra:
Ptt = 500.17896,88.103 = 8,95.109 đ
Phí tổn vận hành hàng năm của phương án 2:
P2 = Pkh+sc +Ptt = 6,85.109 +8,95.109 = 15.8.109 đ
So sánh các phương án để chọn phương án tối ưu:
Phương án
1
2

V. 109 đ
75,96
81,6

P. 109 đ
15,329
15,8

Ta thấy phương án 1 có tổng vốn đầu tư. chi phí vận hành hàng năm nhỏ
hơn so với phương án 2.Vì vậy chọn phương án tối ưu là phương án 1 làm phương
án thiết kế nhà máy nhiệt điện.

Ch¬ng IV
TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch
Mục đích tính toán dòng điện ngắn mạch là để lựa chọn các khí cụ điện và các
phần tử khi có dòng điện chạy qua . những thiết bị đó phải thoả mãnđiều kiện làm
việc bình thường có tính ổn định khi có dòng điện ngằn mạch . Vì vây việc tính
toán ngắn mạch chính là để lựa chọn các khí cụ điện và các phần tử có dòng điện


chay qua .đường cong tính toán dùng để tính toán dòng điện ngắn mạch tại những

thời điểm khác nhau .
Để tính toán ngắn mạch ta lập sơ đồ thay thế . lựa chọn các đại lượng cơ bản :
Ta chọn
Scb =100 MVA
Ucb = Utb

Xác định các tham số .
+)Điện kháng của hệ thống .
Scb
100
=
= 0,05
SN
2000
+)Điện kháng của đường dây kép .
Scb 1
1
100
= 0,038
X2 =XD = .x o .l. 2 = .0,4.100.
2
U cb 2
230 2
+)Điện kháng của 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 của máy biến áp tự ngẫu .
X1 = XHT =


1 CT 0
TH 0
0
( U N 0 + UCH
N 0 - UN 0)
2
1
= ( 11 + 32 - 20) = 11.5 %
2
11,5 100
UC 0 S
X3=X6 = XCTN = N 0 cb =
= 0.046
100 SđmB 100 250
1 CT 0
CH 0
0
(U
+ UTH
UTN 0 0 =
N 0 - UN 0)
2 N 0

1
= ( 11 + 20 - 32) = -0.5 ≈ 0
2
0 100
U TN 0 0 Scb
T
 X13=X14= XTN =
=
=0
100 SđmB 100 250
UCN 0 0 =

1 CH 0
CT 0
0
(U
+ UTH
N 0 - UN 0)
2 N 0
1
= ( 32 + 20 - 11) = 20.5 %
2
H0
20,5 100
U
S
H
X4=X7 = XTN
= N 0 cb =
= 0.082

100 SđmB 100 250
+) Điện kháng của máy phát điện .
Scb
100
= 0,183.
= 0,156
X5=X8 = X10=X12 =XF = Xd’’.
SdmF
117,5
U HN 0 0 =

Ngắn mạch tại 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
2
0,082 + 0,156
X20 = (X4 + X5 ) // ( X8 + X7 ) =
=0.119
2
0,084 + 0,156
X21 = (X11 nt X12 ) // ( X9 nt X10 ) =
=0.12
2

Như vậy ta có sơ đồ đơn giản như 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, 4
470
= 0,083.
= 0,39
X tt 2 = X 23 .
100
Scb
Do Xtt1 > 3 nên coi như điểm ngắn mạch xa.
1
4000
E tđ Σ
.

= 2,982 kA
Iđm =
 IN1 =
3,52 3.220
X tt1
Với Xtt2 =0.39. tra bảng ta tìm được :
I*N 2 (0) = 2,5
Tính dòng về đơn vị kA:
470
Σ
= 2,5.
= 3,08 kA
I N 2 (0) = I*N 2 (0). Iđm
3.220

•

Vậy giá trị dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:
IN (0) = IN1+IN2(0) = 2.98 + 3.08 = 6.06 kA
Tính dòng Ixk
i xk = 2. K xk . I′ N = 2.1,8.6,06 = 15,43 kA

Ngắn mạch tại N2 .
Sơ đồ tưương đưương :


Biến đổi sơ đồ
Tương tự như ngắn mạch tại N1 ta có sơ đồ:

Như vậy ta có sơ đồ đơn giản như sau:

Điện kháng tính toán:


4000
SHT
= 0,111.
= 4,44
100
Scb
SF1,2,3, 4
470
= 0,06.
= 0,28
X tt 2 = X 27 .
100
Scb
Do Xtt1 > 3 nên coi như điểm ngắn mạch xa.
1
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 được :

I*N 2 (0) = 3,8
Tính dòng về đơn vị kA:
Σ
= 3,8.
I N 2 (0) = I*N 2 (0). Iđm

•

470
= 9,37 kA
3.110

Vậy giá trị dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:
IN (0) = IN1+IN2(0) = 4.52 + 9.37 = 13.89 kA
Tính dòng Ixk
i xk = 2. K xk . I′′ N = 2.1,8.13,89 = 35,36 kA

Tính ngắn mạch tại 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 sao ( X28 . X26 . X4 ) thành tam giác thiếu ( X30 . X31 ) ta có:
X 26 . X 4
X30 = X26 +X4 +
X 28
0,111.0,082
= 0.111 + 0.082 +
= 0.307
0,08
X 28 . X 4
X31 = X28 +X4 +
X 26
0,08.0,082
= 0.08 + 0.082 +
= 0.221
0,111
Như vậy ta có sơ đồ đơn giản như sau:

Điện kháng tính toán:
4000
SHT
= 0,307.
= 12,28
X tt1 = X30 .
100
Scb
SF2,3,4
352,5
= 0,221.

= 0,779
X tt 2 = X31.
100
Scb
Do Xtt1 > 3 nên coi như điểm ngắn mạch xa.
1
4000
E tđ Σ
.
= 17.91 kA
Iđm =
 IN1 =
12,28 3.10,5
X tt1
Với Xtt2 = 0.779 tra bảng ta tìm được :

I*N 2 (0) = 1,2

Tính dòng về đơn vị kA:
Σ
= 1,2.
I N 2 (0) = I*N 2 (0). Iđm

352,5
= 23.259 kA
3.10,5


•

Vậy giá trị dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:
IN (0) = IN1+IN2(0) = 17.91+23.259 = 41.169 kA
Tính dòng Ixk
i xk = 2. K xk . I′ N = 2.1,8.41.169 = 104.799 kA

Ngắn mạch tại N3’

117,5
SF1
= 0,156.
= 0,183
100
Scb
Với Xtt = 0.159 tra bảng ta tìm được : I*N (0) = 5,6
Điện kháng tính toán:

X tt = X5 .

Tính dòng về đơn vị kA:
Σ
= 5,6.
I N (0) = I*N 2 (0). Iđm

•

117,5
= 36,181 kA
3.10,5

Tính dòng ixk

i xk = 2. K xk . I′ N = 2.1,91.36,181 = 97,73 kA

Ta thấy I N3 > I N3' → Dùng dòng I N 3 để chọn khí cụ điện và dây dẫn.
Ngắn mạch tại N4:

I N 4 (0) = I N3 (0) +I

(0) = 41,196+36,181 = 77,377 kA
Dòng xung kích : ixk4 = ixk3 + ixk3’ = 104.799+97.73 = 202.529 kA
Bảng kết quả tính toán ngắn mạch của 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