- •Электроснабжение городов Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению района города Учебное пособие
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Общие указания
- •1.1. Задание на проектирование
- •1.2. Программа проекта
- •2. Определение расчетных электрических нагрузок
- •2.1. Краткая характеристика города, его потребителей и источников питания
- •2.2. Нагрузка жилых домов
- •2.2.1. Расчетная нагрузка на вводе в квартиру
- •2.2.2. Расчет нагрузки коттеджей
- •2.3. Нагрузка общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий
- •2.4. Нагрузка наружного и внутриквартального освещения
- •2.5. Нагрузка промышленных потребителей
- •2.6. Картограмма нагрузок
- •2.7. Расчет нагрузки микрорайона
- •3. Выбор технически целесообразных вариантов схем питающих и распределительных сетей
- •3.1. Выбор структуры системы электроснабжения
- •3.2. Выбор напряжения
- •3.3. Выбор схем питающих и распределительных сетей
- •3.3.1. Выбор схемы питающих сетей среднего напряжения
- •3.3.2. Выбор схемы распределительных сетей среднего напряжения
- •3.3.3. Выбор схемы распределительных сетей низкого напряжения
- •3.4. Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций
- •3.5. Размещение подстанций на плане города
- •4. Расчет питающих и распределительных сетей
- •4.1. Основные положения
- •4.2. Определение нагрузок элементов сети
- •4.2.1. Нагрузка распределительных сетей низкого напряжения
- •4.2.2. Нагрузка распределительных сетей среднего напряжения
- •4.2.3. Нагрузка питающих сетей среднего напряжения
- •4.2.4. Расчет нагрузки центра питания
- •4.2.5. Выбор числа и мощности трансформаторов центра питания
- •4.3. Расчет параметров электрических сетей
- •4.3.1. Расчет параметров распределительных сетей низкого напряжения
- •4.3.2. Расчет параметров распределительных сетей среднего напряжения
- •4.3.3. Расчет параметров питающих сетей среднего напряжения
- •4.3.4. Расчет токов короткого замыкания и проверка кабелей на нагрев токами кз
- •4.4. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети
- •5. Выбор схем, конструкций и оборудования подстанций
- •5.1. Выбор схемы и конструкции тп
- •Комплектные тп городского типа
- •Комплектные трансформаторные подстанции напряжением 10(6) кВ
- •5.2. Конструктивное выполнение сетей
- •Конструктивное исполнение самонесущих изолированных проводов [19]
- •5.3. Выбор схемы и конструкции источников питания
- •5.4. Выбор оборудования подстанций
- •Литература
- •Приложение 1 Методические указания по выбору варианта проекта
- •Исходные данные к проекту
- •Приложение 2 Удельные расчетные электрические нагрузки, Вт/м2, жилых зданий на шинах 0,4 кВ тп
- •Приложение 3 Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприёмников квартир жилых зданий, кВт/квартира
- •Приложение 4
- •Приложение 5
- •Приложение 6
- •Приложение 7
- •Приложение 8
- •Приложение 9
- •Приложение 10
- •Приложение 11
- •Приложение 16 Укрупненные показатели расхода электроэнергии коммунально-бытовых потребителей
- •Допустимый продолжительный ток сип амка
- •Технические характеристики сип амка
- •Ток термической стойкости сип амка
- •Технические характеристики сип амка-т
- •Технические характеристики сип-1, сип-1а, сип-2, сип-2а производства «Севкабель»
- •Технические характеристики сип-4, сиПн-4, сиПс-4 производства оао «Севкабель»
- •665709, Братск, ул. Макаренко, 40
4.4. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети
Обоснование решений (рекомендаций) при проектировании электрических сетей осуществляется на основе технико-экономи-ческого сопоставления вариантов схем и параметров сети путем оценки их сравнительной эффективности. Обоснование решений производится по минимуму затрат, если сравниваемые варианты обеспечивают одинаковый (или требуемый) энергетический эффект [18].
В условиях плановой экономики технико-экономические показатели объектов электроэнергетики оцениваются по известной формуле приведенных дисконтированных затрат:
Зt = ∑(ЕнКt + ∆Иt) (1 + Ен.п)i–t,
t = 1
где Зt приведенные затраты; Кt капитальные затраты в год t; Ен нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, назначение которого приведение капитальных затрат к уровню ежегодных издержек; ∆Иt ежегодное приращение издержек И в год t, ∆Иt = Иt – Иt–1; t = 1, …, Tи; Ти период времени строительства и эксплуатации объекта с изменяющимися издержками; Ен.п норматив приведения (дисконтирования) разновременных затрат; i год приведения.
Метод приведенных затрат предполагал, что после окончания срока службы объект должен быть возобновлен, для чего в составе ежегодных издержек учитывалась накапливаемая амортизация (реновация).
Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложении Ен и норматив дисконтирования Ен.п по существу должны быть одинаковыми. В условиях плановой экономики государственные органы с помощью дифференцирования коэффициента Ен по отраслям народного хозяйства искусственно завышали эффективность отдельных отраслей. Для электроэнергетики в 60–80-е годы нормировались Ен = 0,12 и Ен.п = 0,08. При рыночных отношениях эти коэффициенты должны быть одинаковыми. Для сравнительной экономической оценки вариантов технических решений в качестве одного из показателей используются суммарные дисконтированные затраты, представляющие собой сумму капиталовложений и издержек за срок службы объекта:
Трасч Трасч
З = ∑Зt(1
+ Ен.п)1–t
= ∑(Кt + Иt)(1
+ Ен.п)1–t
t=1
где З сумма дисконтированных затрат; Kt капитальные затраты в год t; Иt – эксплуатационные издержки в год t; Ен.п норма дисконта; t – текущие годы строительства и эксплуатации объекта; Tрасч – срок службы объекта; дисконтированные затраты приводятся к началу расчетного периода (t = 1).
В формуле (4.12) амортизационные отчисления на реновацию ар в составе Иt не учитываются, поскольку в условиях рыночных отношений в экономике источником финансирования капитальных вложений (на новое строительство или на замену выбывающих объектов) могут быть любые поступления: кредиты банков, накопленная прибыль и др. При этом амортизационные отчисления могут расходоваться не только на финансирование Кt, но и на другие цели.
Критерием для выбора варианта развития сети, ее части или отдельного объекта является минимум суммарных дисконтированных приведенных затрат.
Капитальные вложения (К), как и все экономические показатели сравниваемых вариантов, должны определяться в прогнозных ценах одного уровня и по источникам равной достоверности.
Расчеты капитальных вложений при отсутствии сметных данных могут приниматься по аналогам или укрупненным показателям стоимости линий и ПС с применением индексов пересчета на дату разработки проектных материалов. Одни и те же элементы, повторяющиеся во всех вариантах, не учитываются.
Стоимость реконструкции, техперевооружения и расширения действующих объектов определяется с учетом затрат, связанных с их реализацией, по формуле
Крек = Кнов + Кдем – Кост,
где Кнов – стоимость вновь устанавливаемого оборудования; Кдем стоимость демонтажа существующего (старого) оборудования; Кост – остаточная стоимость демонтируемого оборудования, которое не отработало нормативный срок службы и пригодно для использования на других объектах. Определяется Косг по формуле
Кост = К0(1 – арt/100),
где Ко балансовая стоимость демонтируемого оборудования; ар норма амортизационных отчислений на реновацию; t продолжительность эксплуатации оборудования до его демонтажа, лет.
Амортизационные отчисления приведены в табл. 4.11.
Таблица 4.11
Амортизационные отчисления (утверждены постановлением Правительства РФ от 1 января 2002 г. № 1)
Наименование элементов электрических систем |
Срок полезного использования, лет |
Коэффициент амортизации aр |
Трансформаторы, выключатели, разъединители, отделители, преобразователи статические |
От 15 до 20 включит. |
6,7–5% |
Генераторы к паровым, газовым и гидравлическим турбинам. Синхронные компенсаторы |
От 25 до 30 включит. |
4–3,3 % |
ВЛ на металлических опорах |
От 10 до 15 включит. |
10–6,7 % |
ВЛ на ж/б опорах |
От 15 до 20 включит. |
6,7–5 % |
Кабели с медной жилой |
Свыше 30 лет |
Свыше 3,3 % |
Провода и другие кабели |
От 20 до 25 |
5–4% |
Примечание. Приведенные данные основаны на зарубежном опыте; в отечественной проектной практике они пока не нашли широкого применения.
Эксплуатационные издержки (Иt) определяются по выражению
Иt = Иt + Иф + ∆Иt,
где Иt общие годовые эксплуатационные расходы по электросетевому объекту без учета затрат на амортизацию (табл. 4.12); Иф финансовые издержки, равные выплатам процентов по кредитам, облигациям и др. по годам расчетного периода; ∆Иt затраты на возмещение потерь электроэнергии.
Таблица 4.12
Ежегодные издержки на ремонты и обслуживание элементов электрической сети, % капитальных затрат
Наименование элементов энергетических систем |
Затраты на обслуживание |
Ремонты |
Общие отчисления |
Электрооборудование и распределительные устройства (кроме ГЭС): до 150 кВ |
3,0 |
2,9 |
5,9 |
220 кВ и выше |
2,0 |
2,9 |
4,9 |
Электрооборудование и распределительные устройства ГЭС: до 150 кВ |
3,0 |
2,5 |
5,5 |
220 кВ и выше |
2,0 |
2,5 |
4,5 |
ВЛ 35 кВ и выше на стальных и железобетонных опорах |
0,4 |
0,4 |
0,8 |
ВЛ 35220 кВ на деревянных опорах |
0,5 |
1,6 |
2,1 |
КЛ до 10 кВ со свинцовой оболочкой, проложенные: в земле и помещениях |
2,0 |
0,3 |
2,3 |
под водой |
2,0 |
0,6 |
2,6 |
КЛ до 10 кВ с алюминиевой оболочкой, проложенные: в земле и в помещениях с пластмассовой изоляцией |
2,0 |
0,3 |
2,3 |
в земле и помещениях |
2,0 |
0,3 |
2,3 |
КЛ 20-35 кВ со свинцовой оболочкой, проложенные: в земле и помещениях под водой |
2,0 2,0 |
0,4 0,8 |
2,4 2,8 |
Затраты на возмещение потерь электроэнергии ∆Иt рассчитывают по формуле
∆Иt = ∆Эt Ц,
где ∆Эt расчетные потери электроэнергии в сети, вызванные вводом объекта; Ц тариф на электроэнергию.
При оценке затрат на возмещение потерь величина тарифа на электроэнергию принимается с учетом:
рынка электроэнергии оптового или регионального;
напряжения сети;
района размещения потребителя.
Тариф на электроэнергию. Строгая идеология ценообразования на рынке электроэнергии (структура тарифного меню) для разных потребителей в настоящее время отсутствует.
В структуре тарифного меню должны быть в обязательном порядке представлены двухставочные, одноставочные, зонные тарифы как по часам суток и времени года, так и интегральные, в разрезе объемов потребления и уровней напряжения.
Структура тарифа потребителей розничного рынка электроэнергии (РРЭ) следующая:
TPPЭ = То + ∆Тп.с,
где ТРРЭ – тариф потребителя РРЭ; То – тариф потребителя, отражающий затраты и прибыль энергоснабжающих организаций (экономически обоснованный тариф); ∆Tп.с – надбавка к тарифу, складывающаяся в результате перекрестного субсидирования. Структура расчетного суммарного тарифа на электроэнергию (Трасч) при выходе на оптовый рынок электроэнергии следующая:
Трасч = То.р.э + Ту + ТАО-эн + Тэс, (4.48)
где То.р.э – тариф на электроэнергию в регулируемом и конкурентном секторах ФОРЭМ; Ту – суммарный тариф услуг ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС», НП «АТС», ЗАО «НДР ФОРЭМ» и других организаций; ТАО-эн – тариф на услуги по передаче электроэнергии по сетям АО-энерго; Тэс – тариф на услуги по передаче по сетям других электросетевых организаций (коммунальная энергетика и пр.).
Тарифы на электроэнергию для потребителей мощностью более 750 кВА на розничном и оптовом рынках, сложившиеся по состоянию на начало 2004 г. в зоне энергосистем Европейской части страны, представлены в табл. 4.14. На РРЭ средний тариф для потребителя Европейской зоны России варьируется от 80 до 160 коп./кВтч (за исключением регионов, обслуживаемых ОАО «Дагэнерго», «Колэнерго», «Ленэнерго» и «Мосэнерго»).
Среднеотпускной фактический тариф регулируемого рынка электроэнергии по состоянию на апрель 2004 г. в Европейской зоне России составил 51 коп./кВтч, а в конкурентном секторе по результатам торгов находился на уровне 47 коп./кВтч. Суммарный тариф услуг ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «СО-ОДУ ЕЭС», НП «АТС», ЗАО «ОДР ФОРЭМ» и других организаций составляет примерно 10 коп./кВтч.
Таблица 4.13
Тариф на электроэнергию для потребителей мощностью более 750 кВА на розничном и оптовых рынках, коп./кВтч
Уровни напряжения
|
Розничный рынок |
Регулируемый сектор |
Конкурентный сектор |
Предельные уровни средних тарифов на услуги по передаче электроэнергии через сети АО-энерго |
||||
Средний тариф потребителей в пересчете на одну ставку |
Суммарное среднее значение тарифа Трасч |
Суммарное среднее значение тарифа Трасч |
||||||
Центральный округ |
||||||||
ВН |
109,5 |
85,5 |
80,5 |
23 |
||||
СН |
134 |
114 |
109 |
51,5 |
||||
НН |
143,5 |
172,5 |
167,5 |
110 |
||||
Северо-Западный округ |
||||||||
ВН |
127 |
94,5 |
91 |
33,5 |
||||
СН |
135,5 |
124,5 |
121 |
63,5 |
||||
НН |
162 |
156 |
152,5 |
95 |
||||
Южный округ |
||||||||
ВН |
102 |
90 |
85,5 |
28 |
||||
СН |
116,5 |
134,5 |
130 |
72,5 |
||||
НН |
153 |
151 |
146,5 |
89 |
||||
Приволжский округ |
||||||||
ВН |
92 |
87,5 |
81 |
23,5 |
||||
СН |
109,5 |
124,5 |
118 |
60,5 |
||||
НН |
138 |
151 |
144,5 |
187 |
||||
Уральский округ |
||||||||
ВН |
86 |
85,5 |
78 |
20,5 |
||||
СН |
122 |
106 |
98,5 |
41 |
||||
НН |
137 |
146 |
138,5 |
81 |
||||
В среднем по Европейской зоне |
||||||||
ВН |
103,3 |
88,6 |
83,2 |
25,7 |
||||
СН |
123,5 |
120,7 |
115,3 |
57,8 |
||||
НН |
146,7 |
155,3 |
149,9 |
92,4 |
||||
Норма дисконта. Дисконтированием затрат называется приведение их разновременных (относящихся к разным шагам расчета) значений к ценности на начало расчетного периода (момент приведения).
Норма дисконта (Ен.п), выраженная в долях единицы или в процентах в год, является основным экономическим нормативом, используемым при оценке эффективности инвестиционных про-ектов.
Различаются следующие нормы дисконта: коммерческая, участника проекта, социальная (или общественная) и бюджетная.
Поскольку обоснование инвестиций в развитие электрических сетей рекомендуется выполнять по критерию общественной эффективности, в качестве нормы дисконта можно использовать социальную норму.
Социальная (общественная) норма дисконта характеризует минимальные требования общества к эффективности проектов. Такая норма дисконта считается централизованным параметром и должна устанавливаться органами управления народным хозяйством России в увязке с прогнозами экономического и социального развития страны.
До централизованного установления социальной нормы дисконта вместо нее для оценки эффективности проекта в целом можно применять коммерческую норму дисконта.
Коммерческая норма дисконта может устанавливаться в соответствии с требованиями минимально допустимой доходности вкладываемых средств, определяемой в зависимости от депозитных ставок банков. Указанное может соответствовать процентной ставке по годовым еврокредитам на Лондонском рынке (LIBOR), составляющей 46%.
На уровне 2004 г. годовые процентные ставки Сберегательного банка России превышают аналогичные ставки европейских банков и, в частности, ставки LIBOR по годовым еврокредитам. Нормы дисконта составляют в США 8,3%, во Франции 7%. В отечественной практике норму дисконта рекомендуется оценивать исходя из средней европейской депозитной ставки банков на уровне 812%.
Значение Ен.п существенно влияет на результаты расчета: так, с ее повышением возрастает влияние затрат первых лет расчетного периода. Поэтому для крупных капиталоемких объектов может потребоваться учет фактора неопределенности и риска с варьированием исходной информации, в том числе Ен.п, и проверкой результатов расчета на устойчивость.
Расчетный период. Развитие электрической сети во всех сравниваемых вариантах должно рассматриваться за один и тот же период времени. Учитывая, что условия работы и режимы электрической сети подвержены существенным изменениям во времени, целесообразно рассматривать в качестве расчетного периода не срок службы объектов, а временной уровень, на который разрабатывается проект.
Выбор схем развития электрических сетей выполняется, как правило, на следующие перспективные уровни (расчетные сроки): Единая национальная электрическая сеть 10 лет; основная сеть ОЭС 10 лет; распределительная сеть 58 лет; сеть внешнего электроснабжения промышленных предприятий, электрифицируемых участков железных дорог, перекачивающих станций магистральных нефтепроводов, газопроводов и продуктопроводов, выдачи мощности электростанций и т. п. сроки ввода в работу (освоения мощности) объекта, с которым связано сооружение проектируемой сети.
