Лекция 8. Технико-экономические расчеты в электроснабжении

Технико-экономические расчеты выполняют для выбора:

1) наиболее рациональной схемы электроснабжения цехов и предприятия в целом;

режима работы трансформаторов ГПП и ТП;

рациональных напряжений в системе внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия;

экономически целесообразных средств компенсации реактивной мощности и мест размещения компенсирующих устройств;

электрических аппаратов и токоведущих устройств;

сечений проводов, шин и жил кабелей;

целесообразной мощности собственных электростанций и генераторных установок в случае их необходимости;

трасс и способов прокладки электросетей с учетом коммуникаций энергохозяйства в целом.

Целью технико-экономических расчетов является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов. Для систем электроснабжения промышленных предприятий характерна многовариантность решения задач, которая обусловлена широкой взаимозаменяемостью технических решений.

При технико-экономических расчетах систем промышленного электроснабжения соблюдают следующие условия сопоставимости вариантов:

технические, при которых сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и оптимальных параметрах, характеризующих каждый рассматриваемый вариант;

экономические, при которых расчет сравниваемых вариантов ведут применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учетом одних и тех же экономических показателей, характеризующих каждый рассматриваемый вариант.

При разной надежности сравниваемых вариантов дополнительно учитывают народнохозяйственный ущерб от снижения надежности.

Каждый рассматриваемый вариант должен соответствовать требованиям, предъявляемым к системам промышленного электроснабжения соответствующими директивными материалами, отраслевыми инструкциями и ПУЭ.

В технико-экономических расчетах используют укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов системы электроснабжения, а также УПС сооружения подстанций в целом.

В УПС не включены некоторые статьи расхода, поэтому их не применяют для определения реальной стоимости сооружения объекта, а используют при сравнительных расчетах вариантов.

В соответствии с существующей методикой технико-экономических расчетов в качестве основного метода оценки рекомендуется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы.

Экономические (стоимостные) показатели в большинстве случаев являются решающими при технико-экономических расчетах. Однако, если рассматриваемые варианты равноценны в отношении стоимостных показателей, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями.

При экономических расчетах для сравнения двух вариантов используют метод срока окупаемости, лет,.

где — капитальные вложения в вариантах 1 и 2, тыс. руб.; - ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. руб/год, в тех же вариантах.

Вычисленный срок окупаемости сравнивают с нормативным T_н=7ч8 лет. При Т_ок=Т_н сравниваемые варианты считают равноэкономичными, при Т_ок<Т_н экономичным будет вариант с большими капитальными вложениями и меньшими годовыми эксплуатационными расходами; при Т_ок>Т_н экономичнее будет вариант с меньшими капитальными вложениями и большими годовыми эксплуатационными расходами.

При сравнении двух вариантов не всегда возникает необходимость в использовании срока окупаемости. Так, например, если один вариант имеет меньшие ежегодные эксплуатационные расходы и требует меньших капиталовложений (С_э1<С_э2, К₁<�К₂), то он является экономически более выгодным. В варианте с равными капиталовложениями и разными эксплуатационными расходами наиболее экономичным будет вариант с меньшими эксплуатационными расходами. Если же капитальные вложения различны, а эксплуатационные расходы одинаковы, то предпочтение следует отдавать варианту с меньшими капитальными затратами.

При рассмотрении трех и более вариантов критерием экономичности является минимум приведенных затрат, тыс. руб./год,.

где — нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,125; - единовременные капитальные вложения, тыс. руб. (в общем случае состоят из капитальных затрат на сооружение питающих линий, установку высоковольтной аппаратуры и установку силовых трансформаторов); - ежегодные эксплуатационные расходы тыс. руб./год (где — коэффициенты отчисления соответственно на амортизацию и текущий ремонт; - стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб./год).

Если сравниваемые варианты отличаются по надежности, а также не обеспечивают одинакового качества электроэнергии у потребителей, то при определении приведенных затрат дополнительно следует учитывать вероятный ежегодный ущерб от перерывов электроснабжения потребителей и математическое ожидание ущерба от снижения качества электроэнергии Значение может быть определено из выражения.

где — количество недоотпущенной электроэнергии; - средний ущерб.

При выборе схемы внешнего электроснабжения промышленного предприятия на основе технико-экономических расчетов определяют сечения проводов и жил кабелей питающих линий и рациональное напряжение.

Экономически целесообразное сечение определяют в результате сопоставления приведенных затрат для линий, имеющих различное сечение. За основу принимают стандартное сечение, выбранное по техническим условиям. Дополнительно рассматривают стандартные ближайшее большее и ближайшее меньшее сечения. Для каждого сечения определяют приведенные затраты, а затем строят зависимость.

При выраженном минимуме зависимости экономически целесообразное нестандартное сечение определяют по трем точкам в соответствии с формулой.

где — стандартное сечение линии, имеющей минимальные приведенные затраты; - стандартное ближайшее меньшее и ближайшее большее сечения линий;

— приведенные затраты, соответствующие линиям с сечениями.

По принимают ближайшее стандартное сечение, которое не должно быть меньше сечения, выбранного по техническим условиям.

Кривая приведенных затрат может и не иметь ярко выраженного минимума. В этом случае стандартное экономически целесообразное сечение выбирают из определенного интервала, соответствующего изменению приведенных затрат в пределе.

Рациональное напряжение для сетей, питающих предприятие, также выбирают по приведенным затратам. Нестандартное рациональное напряжение определяют по формуле.

где.

— приведенные затраты по вариантам 1, 2, 3; - стандартные напряжения вариантов 1, 2, 3.

По нестандартному напряжению выбирают рациональное стандартное напряжение. При этом учитывают технические показатели оборудования, перспективы роста нагрузок и преимущества более высокого напряжения с точки зрения развития предприятия. Окончательный вариант внешнего электроснабжения предприятия принимают в результате сравнения технико-экономических вариантов, учитывающих различное сочетание напряжений внешнего и внутризаводского электроснабжения.