Расчет экономичности схемы электроснабжения

Содержание

Задание 2

Введение 4

1 Описательная часть
6

2 Расчётная часть
11

2.1Технико-экономический расчёт вариантов 11

2.2Определение капитальных вложений 11

2.2.1 Сооружение распределительного пункта 10/0,4 кВ 12

2.2.2 Сооружение подстанции 35/10 кВ 12

2.2.3 Сооружение ЛЭП и КЛ 12

2.3 Определение ежегодных эксплуатационных издержек

производства
14

2.3.1 Амортизационные отчисления 15

2.3.2 Расходы на эксплуатацию 15

2.3.3 Стоимость потерь электроэнергии 15

2.4 Выбор эффективного варианта
17

Заключение 18

Приложения 20

Список используемых источников 22

Введение

Современные крупные и средние промышленные предприятия потребляют большое количество энергии в её различных формах. Для многих электроёмких производств в структуре используемых энергоносителей доминирующую роль играет электрическая энергия, которая наряду с газом, продуктами нефте- и углепереработки, горячей водой и паром является основой формирования в энергобалансе предприятий. Общая величина электропотребления складывается не только из расходов электроэнергии на основные и вспомогательные технологические процессы, но включает также расходы на общепроизводственные цели, на освещение, отопление, вентиляцию, хозяйственно-бытовые нужды и потери при передачи и распределении энергии. Кроме того, системы электроснабжения промышленных предприятий часто обеспечивают отпуск электроэнергии сторонним потребителям в районе своего размещения. Таким образом, на базе промышленных предприятий формируются крупные нагрузочные узлы, максимальная нагрузка которых может достигать нескольких сотен мегаватт, а основным источником их электроснабжения, как правило являются системообразующие и распределительные линии электропередач и подстанции электроэнергетических систем (ЭЭС).

Системы электроснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования, требующий значительных затрат средств как капитальных, при их создании, так и текущих, при их эксплуатации и обслуживании. Так, в структуре основного капитала предприятий доля стоимости основных фондов систем электроснабжения, включающая электрооборудование потребляющих установок, для наиболее электроёмких производств может достигать 25-30%. А энергетическая составляющая себестоимости продукции, включающая стоимость покупной электроэнергии, эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание электроустановок, может составлять 50-60% и более (например, при производстве алюминия). Таким образом, системы электроснабжения оказывают существенное влияние на экономику предприятий, а их рациональное построение и эксплуатация, использование энергосберегающих технологий являются необходимым условием повышения конкурентоспособности производимой продукции. Именно с таких позиций следует рассматривать сегодня вопросы проектирования и эксплуатации этих систем.

Проектирование систем электроснабжения в современных экономических условиях, характеризующихся многообразием форм собственности, свободой выбора целей и средств их достижения хозяйствующими субъектами, должно выполняться на основе принципов и методов, адекватных этим условиям. В настоящее время происходит переход к новым для России, но широко и успешно используемым в развитых странах, формам организации и технологиям проектирования, основанным на концепциях и методологии «Управления проектами» и «Инвестиционного проектирования».

До принятия решения об осуществлении проекта необходимо рассмотреть его различные аспекты на протяжении всего периода жизненного цикла. Для этого проводятся прединвестиционные исследования, включающие следующие виды проектного анализа: технический, коммерческий, финансовый, экономический, организационный, социальный и экологический. Основной целью такого анализа является оценка жизнеспособности проекта на основе предварительного определения его коммерческой и экономической эффективности и финансовой реализуемости.

В настоящей работе крупное промышленное предприятие рассматривает возможность существенного увеличения производства. Предварительный маркетинговый анализ определяет благоприятные перспективы для производства и сбыта продукции предприятия как на внутреннем, так и на внешнем рынках. Однако увеличение объёмов производства и продаж требует повышения конкурентоспособности продукции. Для этого предполагаются ликвидация некоторых устаревших производств, частичная реконструкция действующих мощностей и существенное расширение предприятия путём строительства трёх новых корпусов, оснащённых более совершенной технологией и оборудованием. Принято решение об организации разработки проекта расширения и реконструкции предприятия. Так как продукция предприятия имеет высокую электроёмкость, то в рамках проекта выдвигается подпроект расширения и реконструкции системы электроснабжения, охватывающий все внутренние сети и электроустановки предприятия. Что касается схемы внешнего электроснабжения, то ситуация здесь характеризуется следующим образом. Питание предприятия осуществляется по линиям 110 и 35 кВ от сетей и подстанций энергосистемы. К настоящему времени питающие линии, находящиеся в эксплуатации более 30 лет, имеют высокую степень износа, а часть линий 35кВ, выполненных на деревянных опорах, подлежат демонтажу. Кроме того, с шин 10 кВ подстанций предприятия осуществляется электроснабжение потребителей прилегающего района. В связи с расширением предприятия ожидаются развитие социально-бытовой сферы и рост нагрузок мелких промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых потребителей района расположения предприятия. Для обеспечения надежного электроснабжения и перспективного уровня собственного электропотребления предприятия и сторонних потребителей, предполагается строительство новых ЛЭП и главной понижающей подстанции (ГПП).

1 Описательная часть

Область применения технико-экономических расчетов в энергетике очень широка. Они связаны как с проведением проблемных энергоэкономических исследований и разработкой стратегии развития энергетики, так и с решением частных энергетических задач.

К крупным, глобальным проблемам в энергетике нужно отнести следующие: определение перспектив развития всего топливно-энергетического комплекса страны; выявления эффективных направлений развития энергетических систем (электроэнергетической, системы газо -, нефте -углеснабжения, ядерной энергетике); прогнозирование энергетических и экономических показателей развития; установление оптимального уровня концентрации, централизации и комбинирования в энергетике. Решение таких проблем предполагает учет перспективы развития на 10-15 лет вперед.

Кроме того, существует много более узких, частных, конкретных технико-экономических задач, относящихся к нижнему иерархическому уровню управления энергетикой. Эти задачи решаются, как правило, в проектных, научно-исследовательских организациях энергетического и отраслевого профиля и даже на уровне предприятия. К ним могут быть отнесены: обоснование перспективных схем энергоснабжения района; выбор вариантов развития энергетического объекта; выбор рациональных энергоносителей для различных процессов во всех отраслях народного хозяйства; обоснование эффективности, создания и внедрения новых технологий с учетом разных требований к энергетике; определение оптимальных потерь и экономической плотности тока в электропередачах; решение вопросов реконструкции и модернизации оборудования; обоснование мероприятий по экономии теплоты, электроэнергии и топлива, а также уровня использования вторичных энергоресурсов; сопоставление многообразных вариантов различных

технических решений; обоснование оптимальных сроков службы основных фондов; выбор вида топлива и др.

Все виды технико-экономических задач в энергетике можно распределить на два уровня: системные и децентрализованные, связанные с обоснованием конкретных решений.

Важной особенностью технико-экономических расчетов в энергетике является наличие количественной и качественной взаимосвязи между задачами различного уровня. Необходимость такой взаимосвязи вытекает из того, что энергетика - это комплекс взаимосвязанных систем, состоящих из энергетических объектов, объединенных для обеспечения народного хозяйства всеми видами энергии. Изменение в каком-либо одном элементе энергетического хозяйства вызывают изменения во всем комплексе. Поэтому энергетика должна изучаться с позиции комплексного метода исследований.

В энергетике невозможно изолированно решать технико-экономические вопросы. Наличие системных связей, широкой взаимозаменяемости между всеми видами энергии, неразрывность процессов производства энергии и ее потребления ведет к необходимости согласовывать децентрализованные и централизованные решения. Это выражается в решении любой частной задачи на основе комплексно-энергетического метода, в приведении вариантов к равному энергетическому эффекту.

Комплексно-экономический метод при сравнение вариантов предполагает, что технико-экономические расчеты и анализ должны учитывать не только затраты собственно в энергетический объект, но и все смежные затраты, которые несёт народное хозяйство при осуществлении данного варианта.

Особенность этого метода заключается в технико-экономическом изучении каждого звена энергетического хозяйства во взаимосвязи с другими звеньями, т.е. всесторонне учитывается влияние принимаемых решений на всё энергетическое хозяйство.

Затраты по вариантам должны формироваться в соответствии со структурой энергетической цепи. Определение капитальных вложений и ежегодных издержек производства в сравниваемых вариантах должно проводиться исходя из сопоставимого уровня цен и равной достоверности исходных материалов. Варианты должны удовлетворять потребителей продукцией одинакового качества, объема, состава, места и времени её возникновения при равной степени её надежности и качества, удовлетворяющем требованиям ГОСТа. Эти принципы обеспечивают экономическую сопоставимость вариантов.

В общем виде приведение вариантов к одинаковому экономическому эффекту означает нахождение таких сочетаний проектных вариантов, которые обеспечивали бы достижение одинакового эффекта у потребителя.

В нашем случае технико-экономические расчеты позволяют выбрать наиболее экономичный вариант электроснабжения в результате сравнения двух технически приемлемых и дающих одинаковый энергетический эффект, вариантов по их важнейшим экономическим показателям: капитальным затратам и ежегодным издержкам производства. Варианты сравнивают по приведенным годовым затратам Зг
. Если сравниваемые варианты обеспечивают одинаковую надежность электроснабжения:

Зг
=Ен
*К+Иг
, (1) [1]

где Ен
- нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

К- Капиталовложения, тыс.руб.;

Иг
- ежегодные издержки производства, тыс.руб.

Наиболее экономичен из числа сравниваемых вариант с наименьшими годовыми затратами.

При сравнении двух вариантов наиболее экономичный из них можно определить путем сопоставления расчетного и нормативного сроков окупаемости капиталовложений.

Расчетный срок окупаемости:

Т=(К2
-К1
)/(И2
-И1
), (2) [1]

где К1
, К2
- капиталовложения по первому и второму вариантам, тыс.руб;

И1
,И2
- ежегодные издержки производства по первому и второму вариантам, тыс.руб.

Нормативный срок окупаемости:

Тн
=1/Ен
(3) [1]

Тн
=1/0,12=8,3 года

При Т=Тн
- варианты экономически равноценны, при Т<Тн
экономичнее второй вариант, при Т>Тн
экономичнее первый вариант.

Для выявления наиболее экономичного варианта капиталовложения с достаточной степенью точности можно подсчитать по укрупненным показателям (стоимость ячейки РУ, подстанции, 1 км электрической линии и т.п.).

Капиталовложения в электрические сети при питании от энергосистемы в общем случае определяются как:

К=, (4) [1]

где - суммарные капиталовложения на сооружение электрических линий, тыс.руб.;

- суммарные капиталовложения на сооружение подстанций, тыс.руб.;

Кя
- суммарные капиталовложения на сооружение ячейки РУ в точке питания, тыс.руб.;

Кд
- дополнительные капиталовложения, тыс.руб.

Ежегодные издержки производства, представляющие собой сумму всех отчислений и расходов, связанных с эксплуатацией данной электроустановки, для каждого звена электрической сети:

Иг
=Иа
+Иэ
+Ип
, (5) [1]

где Иа
- амортизационные отчисления на восстановление (реновацию) и капитальный ремонт оборудования, тыс.руб.;

Иэ
- расходы на эксплуатацию, включающие заработную плату, общесетевые расходы и расходы на текущий ремонт, тыс.руб.;

Ип
- стоимость потерянной электроэнергии, тыс.руб.

Иа
=(Ра%
/100)*К, (6) [1]

где Ра%
- норма амортизационных отчислений, %

Иэ
=, (7) [1]

где - годовые расходы на обслуживание одной условной единицы, руб/у.е.;

nу.е.
- число условных единиц, которыми оценивается данный элемент электроустановки, у.е.

=35 руб/у.е.- по /1, 329/

Ежегодные издержки на покрытие потерь электроэнергии в звеньях электрической сети:

а) в электрической линии

Ипл
=, (8) [1]

где Smax
- максимальная мощность линии, кВА;

Uн
- номинальное напряжение расчетного звена электрической сети, кВ;

rо
- удельное активное сопротивление электрической сети, Ом/км;

l- длина электрической линии, км;

- время максимальных потерь, ч/год;

Цл
- удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии в линии, коп/кВт*ч.

б) в трансформаторе

Ипт
=, (9) [1]

где Smax
- максимальная мощность трансформатора, кВА;

- потери короткого замыкания, кВт;

- потери холостого хода, кВт;

Sнт
- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- время максимальных потерь, ч/год;

t- число часов работы трансформатора за год, ч;

Цт
- удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии в линии, коп/кВт*ч.

t=8760 ч

Если приведенные годовые затраты по сравниваемым вариантам отличаются не более чем на 5%, то принимается к исполнению вариант, имеющий преимущества технического характера.

Превышение годовых затрат по второму варианту:

Зг2
=Зг2
-Зг1
(10)[1]

в процентах к затратам по первому варианту:

Зг2
=Зг2
*100/ Зг1
(11)[1]

2 Расчётная часть

2.1 Технико-экономический расчёт вариантов

Выбирается для сравнения два варианта проектирования участка электроснабжения (рис. 1, 2),на странице 20-21.

Рассматривается два варианта выполнения подстанции:

а) вариант 1- с одним трансформатором типа ТМ-6300/35;

б) вариант 2- с двумя трансформаторами типа ТМ-2500/35.

В варианте 1 для обеспечения нормы надежности электроснабжения потребителей II и III категорий необходимо установить в КЛ-10 кВ четыре пункта автоматического секционирования, два пункта АВР.