Проектирование системы электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Интегральные показатели экономической эффективности и их использование

2. Показатели финансовой эффективности

3. Исходные данные

4. Ожидаемые ТЭП вариантов электроснабжения

5. Графическое определение срока окупаемости инвестиций

6. Порядок расчёта таблиц "Ожидаемые технико-экономические показатели выбранного варианта электроснабжения"

7. Пример расчёта ЧДД за 2015 год

8. Технико-экономическое обоснование вариантов электроснабжения

9. Выводы

10. Выбор экономичного сечения проводника ЛЭП

11. Расчет экономичного сечения проводника ЛЭП (двухцепная)

12. Технико-экономическое обоснование вариантов выбора проводников

13. Выводы

Литература

ВВЕДЕНИЕ

B дипломном и курсовом проекте ведущее место занимают вопросы технико-экономического обоснования инженерных решений. Известно, что при проектировании системы электроснабжения города, района или промышленного предприятия все принимаемые решения (выбор схем электроснабжения проектируемого объекта и их напряжений, сечений проводников ЛЭП, числа и мощности трансформаторов ГПП и цеховых ТП и др.) должны быть технико-экономически обоснованы на основе определения экономической эффективности анализируемых вариантов. Все это определяет содержание курсовой работы.

экономический электроснабжение трансформатор проводник

1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Сравнение различных вариантов схем электроснабжения проектируемого объекта и их напряжений, числа и мощности трансформаторов на ГПП и цеховых ТП, сечений проводников ЛЭП и выбор лучшего из них рекомендуется производить с использованием интегральных показателей относительной экономической эффективности.

При сравнении различных проектов (вариантов проекта) они должны быть приведены к сопоставимому виду.

К числу интегральных показателей экономической эффективности относятся [3]:

интегральный эффект, или чистый дисконтированный доход (ЧДД);

индекс доходности (ИД);

внутренняя норма доходности (ВНД).

Интегральный эффект (Э_инт) определяется как сумма текущих (годовых) эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу, или как превышение интегральных результатов (доходов) над интегральными затратами (расходами). Величина интегрального эффекта Э_инт (чистого дисконтированного дохода) вычисляется по формуле:

(1)

где R_t- результат (доходы), достигаемый на t-м шаге расчета; 3_t- затраты (без капитальных), осуществляемые на t-м шаге расчета; Т- продолжительность расчетного периода, или горизонт расчета (принимается по согласованию с руководителем проекта); б_t- коэффициент дисконтирования:

(2)

где Е - норма дисконта, равная приемлемой для инвестора норме дохода на капитал (принимается по рекомендации консультанта); t - номер шага расчета, как правило, по годам, начиная с момента начала осуществления проекта.

Величина дисконтированных капиталовложений

(3)

где К_Д - сумма дисконтированных капиталовложений; K_t-капиталовложения на t-м шаге.

Индекс доходности (ИД) представляет собой отношение суммы приведенных эффектов к величине дисконтированных капиталовложений:

(4)

Внутренняя норма доходности (ВНД) представляет собой ту норму дисконта Е_ВН, при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капиталовложениям. Иными словами, Е_ВН (ВНД) является решением уравнения.

(5)

Если расчет интегрального эффекта (ЧДД) проекта дает ответ на вопрос, является он эффективным или нет при заданной норме дисконта Е, то ВНД проекта определяется в процессе расчета и затем сравнивается с требуемой инвестором нормой дохода на вкладываемый капитал. В случае, когда ВНД равна или больше требуемой инвестором нормы дохода на капитал, капиталовложение в данный проект оправдано.

Срок окупаемости - минимальный временной интервал (от начала осуществления проекта), за пределами которого интегральный эффект (ЧДД) становится неотрицательным. Иными словами, это период (измеряемый в годах или месяцах), после которого первоначальные вложения и другие затраты покрываются суммарными результатами (доходами) его осуществления. Срок окупаемости находится графически после определения интегральных эффектов.

2. ПОКАЗАТЕЛИ ФИНАНСОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

После определения интегральных показателей экономической эффективности проекта необходимо оценить финансовое состояние предлагаемого проекта (вариантов проекта). В качестве критериев финансовой оценки используются рентабельность производства, рентабельность продукции.

Рентабельность производства определяется по формуле:

(6)

где П_Bt- валовая прибыль от производственно-хозяйственной деятельности по годам расчетного периода Т, тыс.руб./год; - стоимость производственных фондов, тыс.руб.; T'- период ввода объекта в эксплуатацию.

Рентабельность продукции вычисляется по формуле:

(7)

где П_Чt - чистая прибыль от производственно-хозяйственной деятельности t-гo года, тыс.руб./год_:; R_t - выручка от реализации t-ro года, тыс.руб./год.

В дополнение к стоимостным показателям в оценке эффективности проекта следует использовать производительность труда, удельные расходы и потери энергии, трудоемкость обслуживания системы электроснабжения, надежность электроснабжения.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.При определении капиталовложений в энергообъекты были использованы справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [7] с учётом коэффициента удорожания К_УД=35 (рекомендации консультанта).

2.Норма доходности рубля (норма дисконта) принимается согласно среднего процента по банковским кредитам (Е=10%=0,01) (рекомендации консультанта).

3.В работе использован прогноз тарифов на электроэнергию с 20011 по 2022 год (данные АО "Саратовэнерго").

4.При определении затрат на обслуживание энергообъекта принимается норма на обслуживание р₀=6% от капиталовложений (рекомендации консультанта).

5.Горизонт расчёта (период, за который определяются будущие расходы и доходы) определяется исходя из следующих факторов:

а) сроков строительства, эксплуатации и ликвидации объекта;

б) нормативных сроков службы технологического оборудования;

в) ожидаемой массы прибыли и т.д.

6.Срок строительства подстанции принят 3 года. Капиталовложения в энергообъект распределены по годам строительства следующим образом:

1 год - 20%

2 год - 50%

3 год - 30%

7.Капиталовложения в первый вариант экономичной мощности трансформаторов на подстанции составляют К₁=16000 т.руб, соответственно К₂=25000 т.руб.

Потери электроэнергии в трансформаторах соответственно по вариантам:

Объём электроэнергии, трансформируемой через подстанцию: Результаты расчётов технико-экономических показателей по вариантам представлены в таблицах 1 и 2. Графическое определение сроков окупаемости проектов показано на рис.1 и 2.

Таблица



5. ГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ

Рис. 1. Ожидаемые технико-экономические показатели варианта 1.

Рис. 2 Ожидаемые технико-экономические показатели варианта 2.

На графиках видно, что срок окупаемости инвестиций варианта 1 - 3 года 9 месяцев, а варианта 2 - 4 года.

6. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТАБЛИЦ "ОЖИДАЕМЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ"

Принять (по указанию руководителя проекта) продолжительность расчетного периода (горизонт расчета), который может быть равен сроку службы системы электроснабжения. Структуру и распределение во времени доходов и расходов в таблицах показать по всем годам (за весь срок жизни проекта).

2. Учитывая особенности производства, передачи и распределения электроэнергии, а также невозможность (в рамках требований государственного стандарта и учебного плана) проследить и учесть все взаимосвязи и влияние работы проектируемой системы электроснабжения на конечные результаты деятельности предприятия в целом, рекомендуется в ряде случаев (по согласованию с консультантом) в качестве товарной продукции условно принимать объем передаваемой электроэнергии по системе электроснабжения. Выручка от реализации в этом случае рассчитывается по формуле:

(8)

где Y - индекс к стоимости объема передаваемой электроэнергии (0,07 - 0,3); W_t - объем передаваемой электроэнергии по системе электроснабжения, кВт-ч/год; С_Эt- тариф на электроэнергию, руб./кВт-ч.

3. Строку "Налоги и сборы" заполнять после расчета прибыли от реализации продукции в расчетном году. Сумма всех налогов и сборов по годам условно рассчитывается как произведение прибыли от реализации продукции и условной ставки (среднего коэффициента) суммы всех налогов и сборов и отчислений:

 (9)

Значение условной ставки n=80%. При этом в сумме налогов и сборов учитываются следующие: налог на прибыль, налог на имущество, налог на содержание жилого фонда и объектов социально-культурной сферы, налог на пользователей автомобильных дорог, целевой сбор на содержание муниципальной полиции, целевой сбор на уборку территории, отчисления в резервный фонд и др.

4. Прежде, чем распределять по годам капитальные затраты, необходимо принять (по указанию консультанта по экономическому разделу проекта) продолжительность строительной стадии, т. е. количество лет или месяцев от начала осуществления проекта до момента ввода его в эксплуатацию, затем распределить равномерно (или неравномерно) по годам первоначальные капитальные вложения.

5. При выборе схем электроснабжения определение структуры И_t и расчет экономических элементов этого показателя производится согласно методическим указаниям кафедры ЭПП [1,2] по формуле:

(10)

где И_эt - стоимость потерь электроэнергии t-ro года, тыс.руб./год; И_ot -отчисления на эксплуатационное обслуживание t-ro года, тыс.руб./год, Н - налоги и сборы, т.руб/год.

7. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЧДД ЗА 2014 ГОД 1 ВАРИАНТА

Произведем расчет ожидаемых технико-экономических показателей варианта 1 за период 2014год.

1. Выручка от реализации:

В = Ст ·W ·Y, т. руб., (1)

где: Ст - тариф на электрическую энергию, руб/кВтч; W - объем транспортируемой энергии, т. кВтч; Y - индекс (0,07 - 0,3) к стоимости объема передаваемой электроэнергии.

2. Затраты на потери электрической энергии в СЭС:

Ипот. = Ст · ?W, т. руб. (2)

где ?W - потери электроэнергии в СЭС, т. кВтч.

Ипот. = 2,71 · 910 = 2466,1 т. руб.

3. Отчисление на эксплуатационное обслуживание:

Иобсл = 0,06 · К, т. руб. (3)

где К - общая сумма капиталовложений в СЭС, т. руб.

Иобсл = 0,06 · 16000 = 960 т. руб.

4. Валовая прибыль:

Пвал = В - Ипот - Иобсл, т. руб. (4)

Пвал = 105690 -2466-1248= 101976 т. руб.

5. Налоги и сборы:

Н =0,8 · Пвал, т. руб. (5)

Н = 0,8 · 101976= 81580,8 т. руб.

6. Чистая прибыль:

Пчист = Пвал - Н, т. руб. (6)

Пчист = 101976 - 81580,8 = 20395,2 т. руб.

7. Чистый доход (без дисконтирования):

ЧД = Пчист - К, т. руб. (7)

ЧД2014 = Пчист2014 - 0 = 20395 - 0 = 20395 т. руб;

8. Чистый дисконтированный доход:

ЧДД = ЧД · а, т.руб. (8)

ЧДД = 20395 · 0,91 = 18559 т.руб

9. Чистый дисконтированный доход нарастающим итогом:

ЧДД2014н.и. = ЧДД2013н.и. + ЧДД2014 т. руб. (9)

ЧДД2015н.и. = -6864 + 20395 = 13531 т. руб.

10. Рентабельность продукции:

р% = (Пчист / В) · 100, % (10)

р% =(20395 / 105690) · 100 = 19,29%.

11. Удельная себестоимость трансформации электрической энергии:

SY = (Ипот + Иобсл + Н) / W, руб/кВтч (11)

SY = (2466,1 + 960 + 81580,8) / 130000 = 0,65 руб/кВтч.

12. Средняя рентабельность в целом по варианту определяется по формуле:

Рср = Ур% / N лет, % (12)

где N = 9 лет - без учета строительства, N = 12 лет - с учетом строительства.

Рср = 154 / 9 = 17,17 %

13. Средняя себестоимость трансформации электрической энергии по варианту в целом:

SYср = УSY / N лет, руб/кВтч. (13)

где N = 9 лет - без учета строительства, N = 12 лет - с учетом строительства

SYср = 6,656 / 9= 0,739 руб/кВтч.

14. Индекс доходности рубля, приведенному к начальному моменту времени:

ИД = Эинт / Кд, руб/руб, (14)

где Кд - сумма дисконтированных вложений, т. руб.

ИД = 120331 / 22800 = 5,27 руб/руб.

15. Расчет внутренней нормы доходности проекта

Расчет для 1 варианта:

Расчет для 2 варианта:

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Расчетные показатели сравниваемых вариантов сведем в таблицу 3.

Таблица 3. Технико-экономическое обоснование проекта.

№ п/п	Показатели	Ед. изм	Вариант 1	Вариант 2
1.	Капитальные вложения	т. руб.	16000	25000
2.	Потери электроэнергии	т. кВтч	910	520
3.	Рентабельность	%	19,29	19,36
4.	Удельная себестоимость трансформации электроэнергии	руб/кВтч	0,65	0,654
5.	Интегральный эффект	т. руб	120331	104683
6.	Индекс доходности	руб/руб	5,27	2,68
7.	Срок окупаемости	лет	3	4
8.	ВНД	о.е.	0,6	0,45

9. ВЫВОДЫ

Проведем анализ проектов: оба варианта экономически выгодны, т.к. индекс доходности обоих случаев больше единицы, а срок окупаемости инвестиций с учетом строительства меньше 8 лет, что является оптимальным для энергетики. На основании анализа экономической эффективности рекомендую продолжить работу над вариантом 1, так как он имеет более высокие интегральные показатели (ЧДД, ИД), а также более низкий срок окупаемости. Финансовая эффективность проекта оценивается по показателю рентабельности продукции. Анализ финансовой эффективности показал, что вариант 1 выигрывает у варианта 2 и по показателю рентабельности продукции. Это объясняется тем, что в варианте 2 показатель чистой прибыли меньше, чем в варианте 1, в связи с большими затратами на эксплуатационное обслуживание. Анализ расчета ВНД подтверждает наш выбор варианта 1, так как ВНД 1 > ВНД 2.

10. ВЫБОР ЭКОНОМИЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКА ЛЭП.

При выборе экономичного сечения проводника ЛЭП (КЛ) используют метод годовых приведенных затрат.

1. Сечение проводника ЛЭП (КЛ) выбирается по экономической плотности тока по формуле:

Sэк = Sмах / v3 * Uном * jэк, мм?

где jэк - экономическая плотность тока, выбирается по справочнику в зависимости от часов нагрузки и материала проводника, А/мм?.

2. Полученное сечение приравнивается к наименьшему стандартному по шкале стандартных сечений, затем берется одно сечение на ступень ниже, другое - на ступень выше.

3. На каждый вариант сечения рассчитываются годовые приведенные затраты :

З = Ен * К + И, тыс.руб/год

где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, характеризует размет прибыли, руб/год, который приходится на каждый рубль капитальных вложений в энергетическую отрасль; Ен = П / К, руб/год; К - стоимость кап. Вложений, тыс.руб; И - затраты на эксплуатационное обслуживание системы электроснабжения (з/плата ремонтного, эксплуатационного персонала, стоимость запчастей и т.д.), тыс.руб.

4. Полученные сечения проверяют по техническим условиям:

- по допустимой потере напряжения;

- по нагреву расчетным током;

- по механической прочности;

- по условию коронирования (для ЛЭП);

На термическую стойкость к токам короткого замыкания (для КЛ).

11. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКА ЛЭП (ДВУХЦЕПНАЯ)

Исходные данные (вариант 3):

ЛЭП - двухцепная, выполняется проводом марки АС, jэк = 1.1 А/мм?.

Uном, кВ	Sмах, кВА	Тмах, ч/год	Тгод, ч/год	l. км	Ст, руб/кВтч
35	10000	2700	4000	30	2,7

1. По экономической плотности тока намечаем сечение близкое к экономичному и округляем его до ближайшего наименьшего стандартного по шкале стандартных сечений, затем одно на одну ступень выше, другое на одну ступень ниже.

Sэк = Sмах / v3 * Uном * jэк = 10000 / 1,73 * 35 * 1,1 = 150 мм?

Выбираем ближайшее стандартное сечение 95 мм?, ниже - 120 мм?, выше - 185 мм?.

2. Определим капитальные вложения в ЛЭП:

Клэп = Куд * I, т/руб;

где К уд - удельные капитальные вложения в ЛЭП,

- от 120 мм? до 150 мм? - К уд = 1300 т.руб/км;

- от 120 мм? до 150 мм? - К уд = 1300 т.руб/км;

- от 185 мм? до 240 мм? - К уд = 1480 т.руб/км.

К1лэп = 1300 *30 = 39000 т.руб

К2лэп = 1300 *30 = 39000 т.руб

К3лэп = 1480 * 30 =44400 т.руб

3. Определим годовые эксплуатационные расходы на ЛЭП:

И экспл = Ио + Иам + Ипот, т.руб/год

где Ио - затраты на обслуживание систем электроснабжения, тыс.руб/год,

Ио = 0,06 * Клэп;

Иам - годовые амортизационные отчисления, тыс. руб/год,

Иам = 0,063 * Клэп;

Ипот - затраты на потери электроэнергии в сети, тыс. руб/год.

Ипот = ?Р * Ст * Тгод, тыс.руб/год,

Где ?Р - потери активной мощности в ЛЭП, кВт;

?Р = с * L / S * S?с / U?ном, кВт

Где с = удельное сопротивление проводника ЛЭП, с (Al) = 0,0283 Ом*мм?/м; Sc - средняя мощность, передаваемая по ЛЭП, кВА;

S?с = Sмах * Тмах / Тгод, кВА.

S?с =6300 * 4800 / 6000 = 5040 кВА.

И3о = 0,06 * К1лэп = 0,06 * 44400 = 2664 тыс. руб/год

И2о = 0,06 * К2лэп = 0,06 * 39000 = 2340 тыс. руб/год

И1о = 0,06 * К3лэп = 0,06 * 39000 = 2340 тыс. руб/год

И3ам = 0,063 * К1лэп = 0,063 * 44400 = 2797,2 тыс. руб/год

И2ам = 0,063 * К2лэп = 0,063 * 39000 = 2457 тыс. руб/год

И1ам = 0,063 * К3лэп = 0,063 * 39000 = 2457 тыс. руб/год

?Р1 = (0,0283 * 30 / 120)* (6750?/35?)= 263 кВт

?Р2 = (0,0283 * 30 / 150)* (6750?/35?)= 210 кВт

?Р3 = (0,0283 * 30 / 185)* (6750?/35?)= 170 кВт

И1пот = 263 * 2,7 * 4000 = 2840 тыс. руб/год

И2пот = 210 * 2,7 * 4000 = 2268 тыс. руб/год

И3пот = 170 * 2,7 * 4000 = 1836 тыс. руб/год

И_3эксп =2664+2797,2+1836=7297,2 тыс.руб/год

И2эксп =2340+2457+2268=7065 тыс.руб/год

И1эксп =2340+2457+2840 = 7637 тыс.руб/год

З₁=0,5*39000+7637=27137,4 тыс.руб/год

З₂=0,5*39000+7065=26565 тыс.руб/год

З₃=0,5*44400+1836=16199 тыс.руб/год

12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫБОРА ПРОВОДНИКОВ

Расчетные показатели сравниваемых вариантов сведем в таблицу 4.

Таблица 4. Технико-экономическое обоснование проекта.

S, мм?	Клэп, тыс.руб/год	Ио, тыс.руб/год	Иам, тыс.руб/год	Ипот, тыс.руб/год	Иэксп, тыс.руб/год	Ен	З. тыс.руб
120	39000	2340	2457	2840	7637	0,5	27137,4
150	39000	2340	2457	2268	7065	0,5	26565
185	44400	2664	2797,2	1836	7297,2	0,5	16199

13. ВЫВОДЫ

Наиболее экономичный 3 вариант, провод марки АС сечением 185 мм?, так как затраты наименьшие.

Предлагаем к реализации сечение проводника ЛЭП, которое имеет минимальные годовые приведенные затраты. Окончательный выбор сечения будет сделан после проверки данного сечения по техническим условиям. В данной работе такая проверка не предусматривается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электрические станции и подстанции систем электроснабжения // Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 0303 / В.Д.Куликов - Саратов, изд-во Сарат. политехн, ин-та, 1988.-35с.

2. Шаткин Б.Н. Расчеты по электроснабжению промышленных предприятий.- Саратов, изд-во Сарат. политехн, ин-та, 1980.- 72 с.

3. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Официальное издание. М.: Информ-энерго, 1994.- 80 с.

4. Шапиро В.Д. и др. Управление проектами (учебник для вузов) - Спб: "Два' ТРИ", 1996.-610 с.

5. Чернухин А.А., Флаксерман Ю.Н. Экономика энергетики СССР.- М.: Энергоатомиздат, 1985. - 416 с.

6. Экономика электроснабжения промышленных предприятий. Организация и маркетинг систем электроснабжения. Производственно-хозяйственный менеджмент// Методические указания по организационно-экономическому разделу дипломного проекта с приложениями для студентов специальности 1004 / В.Н. Менжерес - Саратов, изд-во Сарат. гос.техн. у-та, 1996.- с.38

7. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.

8. Оценка эффективности инвестиций в энергетике// Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 100400 / Н.В. Гусева, В.Д. Куликов - Саратов, изд-во СГТУ, 2003.

Размещено на Allbest.ru