ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , NGUYỄN BÁ PHONG CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN Phản biện 1: TS TRẦN VINH TỊNH Phản biện 2: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03 tháng năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Trong giai đoạn nay, lượng nói chung lượng điện nói riêng đóng vai trò quan trọng q trình phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước có ảnh hưởng đến lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội - Trong thời gian gần đây, tiết kiệm điện vấn đề cấp thiết Việt Nam nói chung Tập đồn Điện lực Việt Nam (EVN) nói riêng Tuy nhiên, ngành điện lực Việt Nam có tiến vượt bậc cơng tác giảm tổn thất điện từ 10,15% năm 2010 xuống 7,57% năm 2016 mục tiêu đến năm 2020, TTĐN giảm xuống 6,5% - Đối với nhà máy thủy điện Đồng Nai 4, hệ thống điện tự dùng của nhà máy tiêu thụ khoảng 2,58 triệu kWh, chiếm tỉ lệ khoảng 0,33% tổng sản lượng điện sản xuất với phụ tải chủ yếu như: động hệ thống nước kỹ thuật, bơm dầu điều khiển, hệ thống khí nén, hệ thống chữa cháy, hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí - điều hòa khơng khí, hệ thống chiếu sang nhà máy, … - Một số hệ thống thiết bị chưa tính tốn thiết kế cách tối ưu vận hành số thiết bị lạc hậu so với trình độ cơng nghệ nay; gây nên tình trạng lãng phí điện sử dụng tiêu tốn nhiều lượng mức cần thiết Vì vậy, tơi chọn đề tài “Các giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điện tự dùng của Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4” nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện hệ thống điện tự dùng của nhà máy, tiết kiệm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả, suất kết sản suất kinh doanh chung của toàn Công ty Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu đề tài - Khảo sát thực trạng sử dụng điện của HT tự dùng NMTĐ Đồng Nai nhằm tìm giải pháp tiết kiệm điện góp phần giảm chi phí sản xuất 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp sử dụng điện hiệu vận hành hệ thống điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nghiên cứu giải pháp sử dụng lượng hiệu phụ tải điện, tìm giải pháp tiết kiệm hợp lý qua tiết kiệm điện năng, giảm chi phí sản xuất, cải thiện mơi trường, từ nhân rộng việc áp dụng giải pháp cho nhà máy thủy điện khác Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tài liệu, sách, báo, chuyên đề, giáo trình 4.2 Phương pháp thu thập xử lý thông tin - Khảo sát hệ thống điện tự dùng của Nhà máy, thu thập thông tin khả phát triển thay thiết bị điện - Thu thập số liệu thống kê, tài liệu hệ thống tự dùng: Thu thập thông tin số lượng phụ tải, chi phí sử dụng lượng, giá điện, … - Khảo sát đo đạc thông số liên quan đến việc sử dụng lượng như: Điện áp, cường độ dòng điện, ánh sáng - Thống kê, phân tích, dự báo, đánh giá - Từ tiến hành đưa giải pháp để sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, nâng cao hiệu suất sản xuất - Phân tích hiệu kinh tế: Tính tốn hiệu vốn đầu tư, thời gian đầu tư, thời gian hoàn vốn áp dụng biện pháp nhằm sử dụng lượng tiết kiệm hiệu - Kiến nghị giải pháp tiết kiệm lượng Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần mở đầu 04 chương Chương 1: Tổng quan tiết kiệm lượng số giải pháp tiết kiệm lượng Chương 2: Tổng quan hệ thống điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Chương 3: Một số giải pháp tiết kiệm nâng cáo hiệu sử dụng lượng hệ thống điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Chương 4: Đề xuất triển khai hệ thống giám sát tiêu thụ điện hệ thống điện tự dùng của NMTĐ Đồng Nai CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA TIẾT KIỆM ĐIỆN - Thiếu điện bệnh trầm kha của việc phát triển kinh tế giai đoạn nhiều nước - Để đảm bảo an ninh lượng bền vững tương lai thực điều có hai đường: Phát triển sở khai thác, sản xuất, chế biến, cung ứng lượng, phát triển nguồn lượng nâng cao hiệu tiết kiệm lượng 1.2 VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI - Nguồn lượng giới ngày cạn kiệt nên xu hướng tìm kiếm cơng nghệ giúp tiết kiệm lượng Vì thế, bên cạnh quy định khắt khe việc dụng lượng, Chính phủ nước quan tâm đến tiết kiệm lượng 1.3 VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN Ở VIỆT NAM - Ngành lượng Việt Nam giai đoạn vừa qua có bước phát triển mạnh, đáp ứng lượng cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước Quy mô ngày nâng cao, khả tự chủ của ngành bước nâng lên, góp phần thúc đẩy nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước 1.4 CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI THỰC HIỆN TIẾT KIỆM ĐIỆN - Khảo sát, đánh giá thực trạng tình hình sử dụng điện doanh nghiệp - Tiến hành phân tích số liệu đưa giải pháp tiết kiệm điện phù hợp với điều kiện của doanh nghiệp - Tính toán khả thi của giải pháp - Thực giải pháp khả thi - Đánh giá hiệu tiết kiệm điện của doanh nghiệp 1.5 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG HIỆN NAY 1.5.1 Hệ thống chiếu sáng Để hệ thống chiếu sáng làm việc tiết kiệm điện cao cần có biện pháp sau: - Thay bóng đèn sử dụng tiết kiệm điện - Giảm thời gian đèn làm việc - Sử dụng ánh sáng tự nhiên - Thực bảo trì thường xun 1.5.2 Máy điều hòa khơng khí Các biện pháp sau: - Lắp đặt điều hòa vị trí thích hợp, tạo hiệu cao - Sử sụng máy điều hòa hợp lý - Thực bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hiệu suất cao - Sử dụng máy điều hòa có chức tiết kiệm điện 1.5.3 Hệ thống bơm quạt: Các giải pháp tiết kiệm điện hệ thống bơm quạt: - Đầu tư: Chọn máy có hiệu suất cao, chi phí vận hành thấp, sử dụng máy nén khí nhiều cấp có làm mát trung gian - Lắp đặt: Sử dụng máy nén khí phù hợp nhu cầu sử sụng; Sử dụng: Cài đặt áp suất phù hợp nhu cầu, vận hành với hiệu suất cao, phân bổ phụ tải hợp lý - Bảo dưỡng: Bảo dưởng định kỳ, tránh rò rỉ hệ thống khí 1.5.4 Tiết kiệm điện hệ thống điện: - Các giải pháp sử dụng hiệu tiết kiệm điện:  Các giải pháp quản lý nhu cầu phụ tải hiệu - Sắp xếp lại tổ chức sản xuất, bố trí phụ tải điện hợp lý - Cắt giảm tổng điện tiêu thụ, chuyển dịch phụ tải - Sa thải phụ tải không cần thiết vào cao điểm - Sử dụng thiết bị tiêu thụ điện ít, có hiệu suất cao - Cài đặt thiết bị điều chỉnh hệ số công suất  Các giải pháp nâng cao hệ số công suất (cosψ): - Sử dụng thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng nhỏ - Thay động không đồng non tải động có cơng suất nhỏ - Giảm điện áp đặt vào động làm việc non tải - Hạn chế động làm việc không tải - Thay xếp lại máy biến áp non tải  Các giải pháp giảm sóng hài: - Cung cấp điện riêng cho thiết bị gây sóng hài Dùng tụ lọc sóng hài Tăng số pha của cầu nắn  Chế độ không đối xứng: - Tăng số pha của cầu nắn Chế độ không đối xứng chế độ làm việc mà pha không đối xứng mơ đun góc pha hai - Tác hại của chế độ làm việc không đối xứng: Xuất dòng thứ tự nghịch thứ tự khơng - Dòng tứ tự khơng dây trung tính, gây tổn thất (20% pha dây dẫn, tăng tổn thất từ 1% - 2% điện tiêu thụ toàn nhà máy) - Các giải pháp loại trừ dòng dây trung tính: Định kỳ đo lường dòng điện dây trung tính dây pha thời điểm khác -> Từ tính tốn cân lại phụ tải pha  Sử dụng biến tần: - Tiết kiệm điện tiêu thụ Hệ thống vận hành liên tục, đáp ứng theo yêu cầu phụ tải Độ tin cậy cao Ít gây tiếng ồn Có khả đảo chiều quay hãm Đặc tính khởi động mềm êm máy CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN ĐỜNG NAI 2.1.1 Thơng tin chung Cơng ty - Công ty Thủy điện Đồng Nai đơn vị trực thuộc của Tổng Công ty Phát điện - Tập đoàn Điện lực Việt Nam, giao quản lý vận hành nhà máy Thủy điện nằm sông Đồng Nai, với tổng công suất lắp đặt 520MW có điện lượng tính tốn trung bình hàng năm 1,6 tỷ kWh Trong đó, NMTĐ Đồng Nai có cơng suất 180MW NMTĐ Đồng Nai có cơng suất 340MW 2.1.2 Ngành nghề sản xuất kinh doanh - Sản xuất, kinh doanh điện - Quản lý, vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa, cải tạo thiết bị điện, cơng trình thủy cơng, cơng trình kiến trúc của nhà máy điện - Đào tạo phát triển nguồn nhân lực quản lý vận hành, bảo dưỡng sửa chữa thiết bị nhà máy thủy điện - Mua bán xuất nhập vật tư, thiết bị - Lập dự án đầu tư xây dựng cơng trình điện - Sản xuất, kinh doanh vật tư thiết bị điện, khí, viễn thơng, cơng nghệ thơng tin - Lắp đặt cơng trình điện đến cấp điện áp 220kV - Tư vấn lập dự án đầu tư, quản lý dự án đầu tư, lập dự toán tổng dự tốn cơng trình dân dụng, cơng nghiệp - Sản xuất, sửa chữa, thí nghiệm hiệu chỉnh thiết bị phụ kiện, cấu kiện thép bê tông cung ứng vật tư thiết bị ngành điện 10 2.2.3 Sơ đồ nối điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Hình 2.3 Sơ đồ nối điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Phân tích trạng sử dụng điện tự dùng NM Đồng Nai 4: - Điện từ dẫn dòng Tổ máy đưa qua dao cách ly 941-3 qua TD91 qua QFB1 tới I - Điện từ dẫn dòng Tổ máy đưa qua dao cách ly 942-3 qua TD92 qua QFB2 tới II - Thanh I nối với II qua QFB5,6 Thanh I,II nối với III qua QFB9, 10 Thanh III cấp nguồn từ máy phát diesel qua QFB3, Thanh III cấp nguồn từ lưới 22 KV qua BFT01 qua QFB4 MC483, BFT01 cấp nguồn từ máy phát Diezel - Từ I II qua máy cắt cấp điện cho tủ 1BJA01 2BJA01 cấp điện hệ thống tự dùng tổ máy tổ máy - Từ I II qua máy cắt cấp điện cho hệ thống điện tự dùng chung BLA, BLB, BLC, BLD, BLE, BLF 11 CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG NMTĐ ĐỒNG NAI 3.1 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN Ở HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4: - Hiện nay, với trình độ khoa học cơng nghệ ngày phát triển, có nhiều thiết bị chiếu sáng mang lại hiệu chiếu sáng cao tiết kiệm lượng Việc cải tạo lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiệu hợp lý Năng lượng tiết kiệm đạt từ 25% - 30% điện tiêu thụ cho mục đích chiếu sáng Độ sáng tăng thêm góp phần giúp người lao động bảo vệ sức khỏe, tâm lý thoải mái làm việc 3.1.1 Hiện trạng hệ thống chiếu sáng nhà máy: - Hệ thống chiếu sáng nhà máy thiết kế nhằm cung cấp nguồn sáng cho tầng sàn, phòng làm việc, phòng thiết bị, … đảm bảo hoạt động sản xuất của nhà máy cách liên tục điều kiện - Hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai lắp đặt thiết bị thiết kế sản xuất theo công nhệ cũ, tiêu thụ nhiều điện năng, phát sinh nhiệt, gây nóng mơi trường xung quanh Các thiết bị chiếu sáng chủ yếu sử dụng nhà máy loại đèn tuýp huỳnh quang T8 – 36W (tổng cộng 1.754 bóng) chiếu sáng cho tầng, sàn, phòng làm việc, phòng thiết bị, … đèn cao áp Sodium 400W (30 bóng) chiếu sáng khu vực sàn lắp máy khu vực gian máy 12 3.1.2 Tính tốn thơng số trạng của hệ thống chiếu sáng nhà máy - Từ số liệu, thông số kỹ thuật, trạng của hệ thống chiếu sáng nhà máy NMTĐ Đồng Nai 4, ta tính tốn tổng hợp bảng luận văn - Từ số liệu thống kê chi tiết số lượng, chủng loại đèn tính tốn độ rọi trung bình tầng, sàn tổng hợp Bảng ta nhận thấy việc bố trí sử dụng đèn chiếu sáng tầng sàn vượt so với tiêu chuẩn TCVN 7114-1:2008 chiếu sáng cho nhà xưởng nơi làm vệc 3.1.3 Đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai - Trong thời gian gần đây, với trình độ khoa học cơng nghệ ngày phát triển, sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vi đa dạng nhiều, có nhiều thiết bị chiếu sáng mang lại hiệu chiếu sáng cao tiết kiệm lượng Việc cải tạo lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiệu hợp lý tiết kiệm đạt từ 25% 30% điện tiêu thụ cho mục đích chiếu sáng Độ sáng tăng thêm góp phần giúp người lao động bảo vệ sức khỏe, tâm lý thoải mái làm việc - Trên sở nhu cầu sử dụng trạng bố trí thiết bị, phòng làm việc, tầng, sàn bên nhà máy; tính tốn độ rọi tầng, sàn; lựa chọn thiết bị chiếu sáng có hiệu suất chiếu sáng cao tiết kiệm lượng mang lại hiệu cao, góp phần nâng cao kết sản xuất kinh doanh Công ty 13 3.1.4 Tính tốn lựa chọn thiết bị chiếu sáng tầng sàn 3.1.4.1 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 330: - Quang thông cần thiết cho nhu cầu chiếu sáng tầng 330: tong - = Etc S d 500x 270x1,235 = = 171.821 (lm) U 0,97 Số bóng đèn cần thiết đáp ứng nhu cầu chiếu sáng: N bd = tong cacbong / 1bo = 171.821 = 78,1 (bóng) 2.200 - Chọn phương án 80 bóng bố trí thiết bị chiếu sáng tầng 330 - Độ rọi sau thay là: Ett= tong xU S d 80x2.200.x0,97 = 270x.1,235 512,2 (lux) → Ett > Etc = 500 (lux) - Tương tự ta tính tốn lựa chọn số lượng đèn cần thiết bố trí cho tầng sàn Kết tính tốn tổng hợp bảng luận văn 3.1.5 Kết đạt - Công suất tiết giảm theo phương án: P= 33,40kW - Thời gian thu hồi vốn dự kiến: 17,4 tháng Điện tiết kiệm năm: A = 231.568 kWh Số tiền điện tiết giảm năm vận hành: Y=263,29 triệu đồng 14 3.2 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN HỆ THỐNG THƠNG GIĨ VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ NMTĐ ĐỜNG NAI 3.2.1 Mơ tả hệ thống - Hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí - điều hòa nhiệt độ nhà máy bao gồm hệ thống thơng gió thổi SAS hệ thống thơng gió hút SAE có chức thơng gió, cung cấp gió tươi, tạo dòng khơng khí đối lưu điều hòa nhiệt độ cho tầng, sàn, phòng chứa trang thiết bị, phòng làm việc nhà máy 3.2.2 Hiện trạng Hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí điều khiển hồn tồn tay hoạt động liên tục 24/24h Điều gây lãng phí lượng điện lớn có thời điểm mùa đông hay đêm khuya sau 22h đêm nhiệt độ môi trường khu vực nhà máy giảm xuống thấp tổ máy không hoạt động hay vận hành tổ máy, khơng cần mở mở hết hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí đảm bảo điều kiện làm việc, không ảnh hưởng tới điều kiện làm việc của thiết bị - 3.2.3 Thông số thiết bị điện của hệ thống: Thơng số thiết bị của hệ thống tổng hợp sau: Bảng 3.5 Thống kê công suất động quạt hệ thống thơng gió STT Chủng loại động ĐVT Số lượng Công suất Ghi (kW) Động quạt thơng gió 11kW Cái 55,00 Động quạt thơng gió 7,5kW Cái 37,50 Động quạt thơng gió 5,5 kW Cái 11,00 Động quạt thơng gió 2,2kW Cái 13,20 Động quạt thơng gió 1,1 kW Cái 23 25,30 Tổng 142,00 15 3.2.4 Giải pháp đề xuất 3.2.4.1 Sử dụng biến tần ABB - Với động thơng gió có cơng suất từ 5,5kW trở lên, dùng biến tần điều khiển giảm công suất phát của động nhiệt độ môi trường giảm xuống a Thơng số kỹ thuật hình ảnh biến tần ABB b Cài đặt lập trình chế độ vận hành hệ thống - Lập trình chương trình điều khiển hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí từ tín hiệu đầu vào nhiệt độ mơi trường thời gian tín hiệu vận hành của tổ máy phát điện, từ điều khiển PLC S7-200 CPU 226 xuất tín hiệu tương ứng điều khiển biến tần giảm công suất động theo giá trị cài đặt c.Tính tốn điện tiết kiệm giải pháp: - Tổng công suất động có cơng suất ≥ 5,5kW: P = ΣPcác đc = 103,5 (kW) - Điện tiết kiệm vận hành mức 85% công suất định mức: ATK85% = PTK85% x tvh85% = 15,53 x 2.107 = 32.715,32 (kWh) Điện tiết kiệm năm vận hành mức 70% công suất định mức: ATK70% = PTK70% x tvh70% = 31,05 x 1.198 = 37.173,06 (kWh) - - Điện tiết kiệm năm vận hành mức 50% công suất định mức: ATK50% = PTK50% x tvh50% = 51,75 x 3.650 = 188.887,50 (kWh) Tổng điện tiết kiệm năm vận hành: ATK1 = ATK85% + ATK50% + ATK50% ATK1 = 32.715,32 + 37.173,06 + 188.887,50 = 258.775,88 (kWh) - 16 3.2.4.2 Sử dụng điều khiển PLC S7- 200 CPU 226 - Đối với nhóm động thơng gió có cơng suất 1,1 kW đến 2,2kW (29 cái): Lắp đặt hệ thống điều khiển tự động PLC S7 – 200 CPU226 lập trình điều khiển cho hệ thống thơng gió – điều hòa khơng khí từ tín hiệu nhiệt độ thời gian thu thập cách lắp đặt đầu dò nhiệt độ phòng, tầng sàn rơle thời gian - Tùy theo điều kiện môi trường thời điểm năm nhu cầu làm việc thực tế của nhà máy, người vận hành cài đặt giá trị setting đưa tín hiệu điều khiển ngắt bớt động quạt của hệ thống thơng gió điều hòa khơng khí nhà máy theo nhu cầu (dừng ½ động quạt thơng gió của hệ thống)  Tính tốn điện tiết kiệm của giải pháp: - Tổng công suất động có cơng suất 1,1 kW đến 2,2kW: P = ΣPcác đc = 38,50 (kW) Công suất tiết kiệm vận hành mức 50% công suất định mức của động cơ: PTK50% = ΣP đm = 38,50 x 50% = 19,25 (kW) - Thời gian vận hành của phương án giảm 50% công suất định mức của động cơ: tvh50% = 8.760 x 8/12 = 2.920 (giờ) - - Điện tiết kiệm giảm 50% công suất định mức của động cơ: ATK2 = PTK50% x tvh50% = 19,25 x 2.920 = 56.210,00 (kWh) 3.2.5 Tính tốn kinh tế cho giải pháp: - Tổng công suất động của hệ thống thơng gió: P = ΣP cácđc = 142 (kW) - Tổng điện tiết kiệm năm vận hành: ATK1 = ATK1 + ATK2 = ATK = 258.775,88 + 56.210,00 = 314.985,88 (kWh) 17 Kinh phí đầu tư thực giải pháp tổng hợp theo bảng đây: Số Ghi TT Vật tư, thiết bị ĐVT Đơn giá Thành tiền lượng Biến tần ABB Bộ 19.000.000 38.000.000 22kW Biến tần ABB Bộ 13.500.000 27.000.000 15kW Biến tần ABB Bộ 10.500.000 21.000.000 11kW Biến tần ABB Bộ 8.000.000 8.000.000 7,5kW - Bộ PLC S7-200 CPU226 Bộ 35.000.000 35.000.000 Nhiệt kế Rơle thời gian Dây cáp VCm0,5 Cái Cái m 10 1.000 250.000 1.250.000 2.500 2.500.000 1.250.000 2.500.000 Tủ điện Nhân công thực Cái 450.000 900.000 Gói 15.000.000 15.000.000 10 Tổng cộng 151.150.000 - Số tiền tiết kiệm năm vận hành: Y = ATK x C = 314.985,88 x 1.137 = 358.138.940 đồng - Thời gian thu hồi vốn đầu tư: 5,06 tháng 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG - Qua q trình nghiên cứu tính tốn lượng điện tiết kiệm giá trị tiết kiệm chứng minh tính hiệu kinh tế của giải pháp Đã tính tốn số lượng đèn cần thiết bố trí hợp lý phòng làm việc, tầng sàn của nhà máy đảm bảo độ rọi 18 theo tiêu chuẩn cho phép tiết kiệm điện tiêu thụ của hệ thống chiếu sáng Đã thiết kế lập trình hệ thống điều khiển giảm cơng suất động quạt thơng gió nhiệt độ môi trường giảm thấp nhu cầu sử dụng khơng cần thiết Có thể áp dụng rộng rãi cho nhà máy thủy điện nhiệt điện, sở sản xuất, tòa nhà, khu dân cư, … CHƯƠNG ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI HỆ THỐNG GIÁM SÁT TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NMTĐ ĐỒNG NAI 4.1 HIỆN TRẠNG GIÁM SÁT ĐIỆN TỰ DÙNG NHÀ MÁY - Hiện nay, hệ thống điện tự dùng của Nhà máy Thủy điện Đồng Nai chưa có hệ thống giám sát tiêu thụ điện thông số vận hành của phụ tải tự dùng Do đó, tơi đề xuất triển khai hệ thống giám sát tiêu thu điện thông số vận hành của hệ thống Việc nghiên cứu, lắp đặt hệ thống giám sát lượng có kết nối máy tính phòng điều khiển Trung tâm nhằm theo dõi mức độ tiêu thụ lượng của hệ thống điện tự dùng của nhà máy vấn đề cần thiết giúp Công ty thấy rõ khả tiết kiệm lượng thông qua việc giám sát mức độ tiêu thụ điện của phụ tải tùy theo tình hình sản xuất của đơn vị - Ngoài ra, việc giám sát thông số vận hành của hệ thống điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai thực cách thủ công, nhân viên vận hành trực tiếp đến tủ để ghi thông số vận hành của thiết bị theo chu kỳ quy định, việc thời gian tốn công, không kịp thời nhiều thông số thu thập khơng xác 19 4.2 TỔNG QUAN SƠ ĐỒ KẾT NỐI SCADA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI - Hệ thống điều khiển NMTĐ Đồng Nai hệ thống điều khiển SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) điều khiển giám sát thu thập liệu sử dụng tảng điều khiển AC 800M của nhà sản xuất ABB Đươc bố trí phân tán LCU (Local control unit) với hệ thống máy tính giám sát, thu thập liệu Tất kết nối với hình 4-1 tạo nên hệ thống điều khiển kép, cấu trúc dự phòng nóng (Redundency) ,cùng với vòng điều khiển (loop A, loop B ) cáp quang kết nối với chuẩn Erthernet (TCP/IP) tốc độ 100 Mps Hình 4.1 Sơ đồ kết nối hệ thống SCADA NMTĐ Đồng Nai 4.2.1 Phân quyền, giám sát SCADA NMTĐ Đồng Nai Hệ thống điều khiển nhà máy thủy điện Đồng Nai phân thành cấp: - Cấp 1: Scada điều khiển từ A0, A3 Được điều khiển theo chuẩn IEC 60870-5-101, tín hiệu gửi Scada dạng tín hiệu 1bit, 2bit 20 - Cấp 2: Cấp điều khiển từ control room Là cấp điều khiển cho người vận hành phép điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm - Cấp 3: Cấp điều khiển cho phép người vận hành điều khiển thiết bị trạm điều khiển chỗ LCU - Cấp 4: Cấp điều khiển cuối thấp cho phép điều khiển trực tiếp thiết bị chấp hành 4.2.2 Các thiết bị mạng SCADA NMTĐ Đồng Nai  Bộ điều khiển AC800M - CPU: phần điều khiển nơi lưu trữ liệu xử lý tín hiệu Dung lượng nhớ 32MB,tần số xử lý 96 MHz hỗ trợ cổng kết nối truyền thông  Modul S800 I/O - Là modul xử lý tín hiệu vào DI, DO, AI, AO 4.3 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG VÀ KẾT NỐI HỆ THỐNG 4.3.1 Kết nối phần cứng PLC - Đưa tín hiệu dòng điện điện áp từ hệ thống đo đếm hữu đưa PLC ABB tủ điều khiển chỗ LCU4 theo sơ đồ sau: Hình 4.2 Sơ đồ tổng quan kết nối hệ thống Trong đó, tín hiệu dòng điện điện áp lấy từ ngõ của đồng hồ đo EV390 tủ phân phối cấp nguồn cho nhóm phụ tải đấu nối vào terminal đầu vào của modul AI AC800M 21 4.3.2 Xây dựng sơ đồ SCADA giám sát sát tiêu thụ điện thông số vận hành phòng ĐKTT - Sơ đồ SCADA giám sát tiêu thụ điện thông số vận hành hệ thống tự dùng lên phòng điều khiển trung tâm kết nối hình 4-3 sau đây: 4.3.3 Xây dựng chương trình giám sát phòng ĐKTT Chương trình giám sát tiêu thụ điện tín hiệu vận hành lập trình phần mềm AC800M của hãng ABB, phần mềm giám sát, điều khiển thiết bị chấp hành Nhà máy Thủy điện Đồng Nai Từ người vận hành giám sát trực tiếp thông số vận hành phòng điều khiển trung tâm lập trình sau: - Bước 1: Cấu hình tín hiệu dòng điện điện áp đầu vào phần mềm điều khiển AC 800M Trong đó, tín hiệu điện áp cấu hình có dải đo phần mềm từ 0-10V tín hiệu dòng điện có dải đo phần mềm từ 0-20mA - Bước 2: Cấu hình địa input của dòng điện điện áp PLC AC800M - Bước 3: Xây dựng chương trình giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành của phụ tải tự dùng hệ thống PLC AC800M - Bước 4: Xây dựng chương trình cảnh báo mức tiêu thụ điện của phụ tải tự dùng hệ thống PLC AC800M cách cài đặt giá trị công suất tối đa khoảng thời gian định (ngày, tháng năm) của phụ tải tự dùng vào sơ đồ logic cảnh báo 22 Hình 4.3 Sơ đồ kết nối SCADA giám sát điện tiêu thụ PĐKTT 4.3.4 Kết thực hiển thị máy tính phòng ĐKTT Sau xây dựng chương trình giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành của hệ thống điện tự dùng nhà máy, phòng điều khiển trung tâm, người vận hành theo dõi, giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành của phụ tải hệ thống điện tự dùng nhà máy máy tính điều khiển, thơng số hiển thị hình 4-4 sau Hình 4-4 Màn hình giám sát điện tiêu thụ P.ĐKTT 23 - Trong trình giám sát hệ thống phần mềm điều khiển kiểm tra liệu trạng của hệ thống, có thơng số vượt q giới hạn đặt trước phần mềm đưa cảnh báo lưu lại thời điểm để người vận hành kiểm tra có phương án xử lý tình - Mọi liệu phần mềm thu thập lưu trữ sở liệu của phần mềm để tạo thành file lưu liệu dài hạn Chức quan trọng việc quản lý và điều hành của Công ty - Ngồi phần mềm sử dụng giao diện người dùng máy tính tạo trực quan cho người sử dụng, thông qua giao diện hình cho phép người vận hành dễ dàng kiểm tra thông số vận hành cảnh báo xuất hiện tượng bất thường 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG - Sau trình nghiên cứu, lập trình thử nghiệm giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành thiết bị tự dùng Nhà máy Thủy điện Đồng Nai hệ thống SCADA hiển thị máy tính phòng điều khiển trung tâm nhà máy - Tại phòng điều khiển trung tâm nhân viên vận hành truy cập, theo dõi điện tiêu thụ thông số vận hành của thiết bị phụ tải cách liên tục xác, nhanh chóng tiện lợi - Hệ thống hoàn thiện tạo thuận lợi cho công tác quản lý nhà máy 24 KẾT LUẬN - Luận văn nghiên cứu, tìm hiểu tính tốn để đưa giải pháp tiết kiệm nâng cao hiệu sử dụng điện của hệ thống điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai - Với giải pháp tiết kiệm điện phân tích chứng minh tính hiệu thiết thực của giải pháp, hàng năm tiết kiệm lượng điện không nhỏ để, góp phần kế hoạch sản xuất kinh doanh chung của Công ty phục vụ phát triển kinh tế xã hội - Thơng qua hệ thống SCADA quản lý, giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành của hệ thống thiết bị nhà máy thông qua mạng truyền thơng liệu Có thể nhanh chóng truy cập, theo dõi, thống kê số liệu thông số vận hành của thiết bị, nâng cao hiệu quả lý vận hành của nhà máy - Hệ thống SCADA giúp trình xử lý tình diễn nhanh chóng có hỗ trợ tính tốn từ máy tính lưu trữ liệu lâu dài giúp công tác quản lý, đánh giá dự đốn xác tình trạng vận hành của thiết bị - Các giải pháp tiết đề xuất của luận văn áp dụng hệ thống điện tự dùng của nhà máy điện mà áp dụng rộng rãi nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp khác, góp phần việc tiết kiệm điện của tồn hệ thống điện Việt Nam ... đề tài “Các giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điện tự dùng của Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện hệ thống điện tự dùng của nhà máy, tiết kiệm chi phí sản xuất,... TỰ DÙNG TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN ĐỜNG NAI 2.1.1 Thơng tin chung Cơng ty - Công ty Thủy điện Đồng Nai đơn vị trực thuộc của Tổng Công ty Phát điện... Nam 2.1 .4 Sơ đồ tổ chức Công ty - Công ty Thủy điện Đồng Nai bao gồm phòng phân xưởng với tổng số CBCNV 167 người 2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.2.1 Tổng quan Nhà máy Thủy