1.3. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов.

Трансформатор является одним из важнейших элементов электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах [1].

Так как от проектируемой подстанции получают питание потребители I и II категории надежности, то согласно ПУЭ [3] на ней должно быть установлено 2 силовых трансформатора.

Определим коэффициент аварийной перегрузки для трансформаторов проектируемой подстанции. Согласно ПУЭ [3] в аварийных режимах трансформатор можно перегружать на 40% на время максимумов общей продолжительностью 6 часов в сутки в течение не более 5 суток. При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора в условиях его перегрузки должен быть не более 0,75.

Номинальная мощность одного трансформатора находится по формуле, МВА:

В соответствии с стандартным рядом мощностей силовых трансформаторов (ГОСТ 9680-77) выбираем следующие варианты для технико-экономического сравнения:

1)трансформаторы номинальной мощности S_ном = 25 МВА;

2)трансформаторы номинальной мощности S_ном = 40 МВА.

Исходя из заданных напряжений проектируемой подстанции по [5] выбираем типовые трансформаторы. Данные выбранных трансформаторов сведем в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Параметры силовых трансформаторов, участвующих в технико-экономическом сравнении

Параметры	Величина
Тип трансформатора	ТДТН – 25000/110	ТДТН – 40000/110
Номинальная мощность Sном, МВА	25	40
Напряжение ВН Uном вн,кВ	115	115
Напряжение ВН Uном сн,кВ	38,5	38,5
Напряжение НН Uном нн, кВ	11	11
Потери мощности холостого хода ∆P0, кВт	31	43
Потери при коротком замыкании ∆Pк, кВт	140	200
Ток холостого хода I0, %	0,7	0,6
Напряжение короткого замыкания Uк в-с , Uк в-н , Uк с-н, %	10,5; 17,5; 6,5	10,5; 17,0; 6,0

1.4. Технико-экономический расчет по выбору мощности силовых трансформаторов

При оценке экономической эффективности необходимо обязательно рассмотрение двух и более вариантов технических решений, обеспечивающих достижение одной цели.

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:

• интегральный эффект или чистый дисконтированный доход (ЧДД);

• индекс доходности (ИД);

• внутренняя норма доходности.

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 Э_инт (чистого дисконтированного дохода) вычисляется по формуле:

где R_t– результат (доходы), достигаемые на t-ом шаге расчета;

З_t – затраты (без капитальных), осуществляемые на t-ом шаге расчета;

Т – продолжительность расчетного периода или горизонт расчета;

α_t – коэффициент дисконтирования:

Е – норма дисконта, равная приемлемой для инвестора норме дохода на капитал;

t – номер шага расчета, как правило, по годам, начиная с момента начала осуществления проекта;

K – величина дисконтированных капиталовложений:

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

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:

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.

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, коэффициент ликвидности.

Рентабельность производства определяется:

где П_в – валовая прибыль от производственно-хозяйственной деятельности за расчетный период Т, (т.руб./год);

–среднегодовая стоимость производственных фондов (т.руб.).

Рентабельность продукции определяется:

где П_ч – чистая прибыль от производственно-хозяйственной деятельности за расчетный период Т (т.руб./год);

–суммарная выручка от реализации (т.руб./год).

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

Полученные значения экономической и финансовой эффективности, для сравниваемых вариантов, сводятся в таблицы 1.6 и 1.7.

Исходные данные:

При определении капиталовложений были использованы справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [4] с учетом коэффициента удорожания К_уд=70 [7]:

1) 2×ТДТН–25000/110; К₁=2·114·70=15960 тыс. руб.;

ΔW₁ =1013 тыс. кВт·ч/год.

2) 2×ТДТН–16000/110; К₂=2·124·70=17360 тыс. руб.;

ΔW₂ =1004 тыс. кВт·ч/год.

Норма доходности рубля принимается согласно среднему проценту по банковским кредитам (Е=10%).

При определении затрат на обслуживание энергообъекта принимается норма на обслуживание р₀=6% от капиталовложений.

Примем продолжительность строительной стадии – 3 года, причём с начала третьего года подстанция будет введена в работу, распределим капиталовложения по первому, второму и третьему году строительства - 20%, 40% и 40% соответственно.

Примем продолжительность расчётного периода (горизонт расчёта) равным 13 годам (2014-2026 гг.), время использования максимума нагрузки составляет 5897 ч, количество электроэнергии передаваемой за год 187530 МВт·ч.

Таблица 1.6

Значения экономической и финансовой эффективности для варианта 1

Ожидаемые технико-экономические показатели системы электроснабжения (вариант №1)
Показатели	Ед.изм.	Величина показателя
		2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023	2024	2025	2026
выручка от реализации	тыс. руб				239100,7	253165,5	267230,3	281295,0	295359,8	309424,5	323489,3	337554,0	351618,8	365683,5
кап.вложения	тыс. руб	3192	6384	6384
затраты на потери эл.эн.	тыс. руб				1291,6	1367,6	1443,5	1519,5	1595,5	1671,4	1747,4	1823,4	1899,4	1975,3
отчисление на экспл. обслуживание	тыс. руб				958	958	958	958	958	958	958	958	958	958
налоги и сборы	тыс. руб				142110,7	150503,9	158897,3	167290,5	175683,8	184077,1	192470,3	200863,6	209256,8	217650,1
чистый доход (без дисконт-я)	тыс. руб	−3192	−6384	−6384	94740,4	100336	105931,5	111527	117122,5	122718	128313,6	133909	139504,6	145100,1
коэфф-т дисконт-я	о.е.	1,331	1,21	1,1	1	0,91	0,83	0,75	0,68	0,62	0,56	0,51	0,47	0,42
ЧДД	тыс. руб	−4248,6	−7724,6	−7022,4	94740,4	91205,4	87499,4	83756,8	79994,7	76207,9	72368,9	68695,3	65148,6	61522,4
ЧДД нарастающим итогом	тыс. руб	−4248,6	−11973,2	−18995,6	75744,8	166950,2	254449,6	338206,4	418201,1	494409	566777,9	635473,2	700621,8	762144,2
рентабельность продукции	%				39,62	39,63	39,64	39,65	39,65	39,66	39,67	39,67	39,67	39,68
валовая прибыль	тыс. руб				236851,1	250839,9	264828,8	278817,5	292806,3	306795,1	320783,9	334772,6	348761,4	362750,2
тариф	р/кВтч	1,125	1,15	1,2	1,275	1,35	1,425	1,500	1,575	1,650	1,725	1,800	1,875	1,95

Таблица 1.7

Значения экономической и финансовой эффективности для варианта 2

Ожидаемые технико-экономические показатели системы электроснабжения (вариант №2)
Показатели	Ед.изм.	Величина показателя
		2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023	2024	2025	2026
выручка от реализации	тыс. руб				239100,7	253165,5	267230,3	281295,0	295359,8	309424,5	323489,3	337554,0	351618,8	365683,5
кап.вложения	тыс. руб	3472	6944	6944
затраты на потери эл.эн.	тыс. руб				1280,1	1355,4	1430,7	1506,0	1581,3	1656,6	1731,9	1807,2	1882,5	1957,8
отчисление на экспл. обслуживание	тыс. руб				1042	1042	1042	1042	1042	1042	1042	1042	1042	1042
налоги и сборы	тыс. руб				142110,7	150503,9	158897,3	167290,5	175683,8	184077,1	192470,3	200863,6	209256,8	217650,1
чистый доход (без дисконт-я)	тыс. руб	−3472	−6944	−6944	94740,4	100336	105931,5	111527	117122,5	122718	128313,6	133909	139504,6	145100,1
коэфф-т дисконт-я	о.е.	1,331	1,21	1,1	1	0,91	0,83	0,75	0,68	0,62	0,56	0,51	0,47	0,42
ЧДД	тыс. руб	−4621,2	−8402,2	−7638,4	94711,4	91179,2	87475,9	83735,6	79975,6	76190,7	72353,4	68681,4	65136,1	61511,2
ЧДД нарастающим итогом	тыс. руб	−4621,2	−13023,4	−20661,8	74049,6	165228,8	252704,7	336440,3	416415,9	492606,6	564960	633641,4	698777,5	760288,7
рентабельность продукции	%				39,61	39,62	39,63	39,64	39,64	39,65	39,66	39,66	39,67	39,67
валовая прибыль	тыс. руб				236778,6	250768,1	264757,6	278747	292736,5	306725,9	320715,4	334704,8	348694,3	362683,7
тариф	р/кВтч	1,125	1,15	1,2	1,275	1,35	1,425	1,500	1,575	1,650	1,725	1,800	1,875	1,95

По данным таблиц графически определим сроки окупаемости проектов. Для этого необходимо построить графики (рис. 1.4) в координатах: ось Х-годы, ось Y-ЧДД.

Рисунок 1.4. Определение срока окупаемости.

По данным табл. 1.6 и 1.7 и рис. 1.4 составляем таблицу 1.8 технико-экономического сравнения вариантов выбранных трансформаторов.

Таблица 1.8

Технико-экономического сравнения вариантов выбранных трансформаторов.

Показатели	Ед. изм.	Вариант 1	Вариант 2
Номинальное напряжение	кВ	110	110
Мощность трансформаторов	МВА	25	40
Число часов использования максимума нагрузки	ч/год	5897	5897
Рентабельность продукции	%	39,74	39,73
Интегральный эффект	тыс. руб.	762144,2	760288,7
Срок окупаемости	лет	3	3

На основании анализа экономической эффективности можно сделать вывод, что по сроку окупаемости варианты равнозначны. Определяющим критерием является ЧДД. Поэтому в проекте принимаем вариант 1 с трансформаторами ТДТН-25000/110.