4.2.1 Економічний фактор – економічно оптимальний переріз
Визначається Fек за техніко-економічними розрахунками, результати якого наведені у розділі 4.2.1.
Для ліні, що живить будинок по вул. Зубрівській 11 вибираємо кабель з перерізом 4×120 (Ідоп = 270 А), а для найбільш завантаженої лінії – 2 чотирижильні кабелі з перерізом по185 (Ідоп = 690 А) з таблиці 6 додатку.
4.2.2 Нагрів робочим струмом
В робочому режимі струмоведучі частини не повинні нагріватись понад допустиму температуру, що забезпечується при виконанні умови:
Ір≤Ідоп·kпр,
Ідоп – максимально допустимий струм для даного перерізу;
kпр – коефіцієнт прокладання, який враховує умови прокладання (земля, вода), температуру середовища, число поряд прокладених кабелів.
Для ліні, що живить будинок по вул. Зубрівській 11 спочатку знайдемо повне навантаження і струми у робочому режимі:
77.1 ≤270·1
Для найбільш завантаженої лінії:
158.3 ≤ 690·1
4.2.4 Втрати напруги в нормальному режимі
Умова перевірки
ΔU≤ΔUдоп
Фактична втрати напруги в нормальному режимі
Для ліній 6-10 кВ величина ΔUдоп=±5%
Для будинку по вул. Зубрівській 11:
2,4 ≤ 5
Для найбільш завантаженої лінії:
3,5 ≤ 5
4.2.6 Втрати напруги в після аварійному режимі
В післяаварійному режимі допускається додаткове пониження напруги ще на 5%
4.2.7 Нагрів струмом в п/а режимі
Знаходять струм лінії в після аварійному режимі.
При 100% резервуванні навантаження Іпа=2·Іроб,
При неповному резервуванні навантаження Іпа<2·Іроб,
Для ліній, які живлять одиночні ЕП Іпа=2·Іроб.
В після аварійному режимі повинна виконуватись умова
Іпа≤Ідоп·kпр·kпер
Для повітряних ліній і струмопроводівkпер=1.3
Для КЛ kпер залежить від попереднього завантаження КЛ і тривалості перевантаження.
Спочатку знайдемо повне навантаження у п/а режимі:
509 ≤ 690·1·1.3
Вибір економічно оптимального перерізу провідника
Під час проектування системи електропостачання або окремих її елементів з метою вибору найбільш доцільного варіанту виконання даного об’єкту проводиться аналіз технічних та економічних його характеристик. Під технічними розуміють надійність енергопостачання, зручність експлуатації, тривалість споживання, обсяг поточних і капітальних ремонтів, ступінь автоматизації тощо. Основними економічними характеристиками є початкові капітальні та експлуатаційні витрати.
Вибір економічно доцільного варіанту виконання об’єкту може проводитись на основі методу зведених витрат або методу чистої зведеної вартості.
Визначимо оптимальний коефіцієнт завантаження трансформатора за методом чистої зведеної вартості (ЧЗВ).
Згідно методу ЧЗВ ефективність реалізації довільного заходу (проекту) оцінюється на основі прогнозу руху грошових коштів за весь період життєдіяльності цього заходу (проекту) з врахуванням зміни вартості грошей у часі. Зміна вартості обумовлена втратами власника коштів у зв’язку відкладеною реалізацією попиту (потреб), недоотриманим прибутком, інфляцією та ризиком і невизначеністю повернення вкладених коштів у майбутньому.
У методі ЧЗВ рух коштів у майбутньому зводиться (дисконтується) до часу оцінки (початку діяльності) проекту.
Нинішня вартість коштів n-го майбутнього року визначається наступним чином:
,
де: 
– нинішня
вартість коштів майбутнього року;
–вартість
(потік) коштів майбутнього року;
–коефіцієнт
дисконтування;
r – процентна ставка.
У випадку визначення оптимального коефіцієнта завантаження трансформаторів врахований наступний рух грошових коштів (витрат і вигод) проекту. Витрати проекту становлять початкові капіталовкладення у трансформатор (підстанцію) до введення його в експлуатацію та експлуатаційні витрати на протязі усього терміну служби трансформатора. В експлуатаційні витрати входить вартість обслуговування і ремонту трансформатора та вартість втрат електроенергії в ньому.
Вигоди (зиск) від реалізації проекту зі встановлення трансформаторів на підстанції виокремити у даному випадку важко, оскільки цей проект є лише частиною загального проекту спорудження підприємства, у якому отримуються вигоди від реалізації кінцевої продукції.
Прогнози руху потоків грошових коштів проекту за n років, його використання в табличній формі наведений в табл. 4.1.2. Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії позначені відповідно Ср.о та СЕ. Усі витрати коштів внесені зі знаком „-”, а вигоди – „+”.
Таблиця 4.3
Прогноз руху потоків грошових коштів проекту
|
Рік |
Витрати |
Вигоди (зиск) |
Річний потік грошових коштів |
Ставка дисконту |
Зведена вартість коштів |
Кумулятивний потік коштів | |
|
капітальні |
експлуатац. | ||||||
|
0 |
–K |
0 |
0 |
–K |
1 |
–K |
–K |
|
1 |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-1 |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-1 |
–K–(Cр.о.+СЕ) (1+r)-i |
|
2 |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-2 |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-2 |
–K–(Cр.о.+СЕ) |
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-n |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-n |
–K–(Cр.о.+СЕ) |
Використання системи енергозабезпечення об’єкту й, зокрема, кабельної лінії, як одного з її елементів, не приносить явно вираженого доходу, а тому у розрахунках варіантів систем енергозабезпечення складову доходу часто не враховують.
У цьому випадку загальні витрати коштів даного варіанту за n років експлуатації зведені до початку першого року експлуатації у аналітичній формі матимуть вид (знак мінус упущено)
,
де:
К-капіталовкладення варіанту;
Ср.о- відрахування на ремонт, обслуговування і амортизацію;
Се – вартість втрат електроенергії;
r – процентна ставка;
і- термін служби обладнання;
(1+r)-i =КД – коефіцієнт дисконтування.
Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії в лінії знаходяться з рівнянь
,
деЕр.о – частка вартості ремонту і обслуговування лінії, вирахувана через капіталовкладення (в.о.);
R – активний опір лінії;
ρ – питомий опір провідника;
L, F – довжина лінії і переріз провідника;
I – струм в лінії;
–вартість
електроенергії.
Втрати потужності за розрахункового струму Ір=161.9 А складають:
Для перерізу 120 мм2:
2*R*L
=3*161.92*0.258*0,327=
6.65кВт;
Для перерізу 185 мм2:
2*R*L
=3*332.42*0.168*0,217
= 12.1кВт;
Маючи втрати потужності, шукаю втрати енергії:
∆W = ∆P*τ;
Для перерізу 120 мм2:
∆W =6.65*2000 = 13298 кВт*год.
Для перерізу 185 мм2:
∆W =12.1*2000 = 24102 кВт*год.
Звідси вартість втрат електроенергії:
Се=
*С0;
де С0-вартість електроенергії.
Для перерізу 120 мм2:
Се=13298 *1,32= 17.6тис.грн.
Для перерізу 185 мм2:
Се=24102 *1,32=31.8тис.грн
Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування знаходяться з рівняння:
Cро=Ер.о. * К;
де К-капіталовкладення(в тис .грн.), Еро=0.065бо=6,5%
Для перерізу 120 мм2:
Cро=38.6*0,065=2.51грн.
Для перерізу 185 мм2:
Cро=77.7*0,065=5.05грн.
Загальні витрати коштів за n років:
B=K+(Cpo+Се)*КД;
де КД-коефіцієнт дисконтування.
Для мого випадку сума КД= 6.81
Для перерізу 120 мм2:
В=38.6+(2.51+17.6) * 6.81= 175.2 тис грн.
Для перерізу 185мм2:
В=77.7+(5.05+31.8) * 6.81= 406.4 тис грн.
Результати вибору кабелів для будинку по вул. Зубрівській, 11 та будинків найбільш завантаженої лінії наведено у таблицях 4.3 і 4.4 відповідно.
|
Кабельна лінія
|
Переріз |
Питома вартість |
Довжина лінії |
Вартість кабеля |
Відрах. на ремонт |
Опір |
Втрати потужності |
Втрати енергії |
Вартість втрат енергії |
Експлуат. витрати |
Дисконтовані витрати |
Сума |
Густина струму |
|
|
мм² |
тис.грн/км |
км |
тис.грн |
тис.грн |
Ом |
кВт |
кВт год |
тис.грн |
тис.грн |
тиc. грн |
тис.грн |
А/мм² |
|
4*50 |
50 |
52,84 |
0,33 |
17,3 |
1,12 |
0,62 |
15,958 |
31916,3 |
42,1 |
43,3 |
294,6 |
311,9 |
3,2 |
|
4*70 |
70 |
72,43 |
0,33 |
23,7 |
1,54 |
0,443 |
11,399 |
22797,3 |
30,1 |
31,6 |
215,4 |
239,1 |
2,3 |
|
4*95 |
95 |
95,89 |
0,33 |
31,4 |
2,04 |
0,326 |
8,399 |
16798 |
22,2 |
24,2 |
164,9 |
196,3 |
1,7 |
|
4*120 |
120 |
117,9 |
0,33 |
38,6 |
2,51 |
0,258 |
6,6492 |
13298,4 |
17,6 |
20,1 |
136,6 |
175,2 |
1,3 |
|
4*150 |
150 |
144,25 |
0,33 |
47,2 |
3,07 |
0,207 |
5,3194 |
10638,8 |
14,0 |
17,1 |
163,7 |
210,9 |
1,1 |
|
4*185 |
185 |
178,92 |
0,33 |
58,5 |
3,8 |
0,168 |
4,313 |
8626,02 |
11,4 |
15,2 |
162,0 |
220,5 |
0,9 |
|
4*240 |
240 |
225,95 |
0,33 |
73,9 |
4,8 |
0,129 |
3,3246 |
6649,22 |
8,8 |
13,6 |
166,4 |
240,3 |
0,7 |
Таблиця 4.3
Дисконтовані витрати на кабеля, що живлять будинок по вул. Зубрівській, 11
Таблиця 4.4
Дисконтовані витрати на кабеля, що живлять будинки найбільш завантаженої лінії
|
Кабельна лінія
|
Переріз |
Питома вартість |
Довжина лінії |
Вартість кабелю |
Відрах. на ремонт |
Опір |
Втрати потужності |
Втрати енергії |
Вартість втрат енергії |
Експлуат. витрати |
Дисконтовані витрати |
Сума |
Густина струму |
|
|
мм² |
тис.грн/км |
км |
тис.грн |
тис.грн |
Ом |
кВт |
кВт год |
тис.грн |
тис.грн |
тиc. грн |
тис.грн |
А/мм² |
|
3(4*25) |
25 |
29,72 |
0,22 |
19,3 |
1,26 |
1,24 |
89,176 |
178351 |
235,4 |
236,7 |
1612,0 |
1631,4 |
4,4 |
|
3(4*35) |
35 |
39,2 |
0,22 |
25,5 |
1,66 |
0,886 |
63,697 |
127394 |
168,2 |
169,8 |
1156,6 |
1182,1 |
3,2 |
|
3(4*50) |
50 |
52,84 |
0,22 |
34,4 |
2,24 |
0,62 |
44,588 |
89175,6 |
117,7 |
119,9 |
816,9 |
851,3 |
2,2 |
|
2*(4*70) |
70 |
72,43 |
0,22 |
31,4 |
2,04 |
0,443 |
31,848 |
63696,9 |
84,1 |
86,1 |
586,6 |
618,0 |
2,4 |
|
2*(4*95) |
95 |
95,89 |
0,22 |
41,6 |
2,71 |
0,326 |
23,467 |
46934,5 |
62,0 |
64,7 |
482,0 |
523,6 |
1,7 |
|
2*(4*120) |
120 |
117,9 |
0,22 |
51,2 |
3,33 |
0,258 |
18,578 |
37156,5 |
49,0 |
52,4 |
407,9 |
459,0 |
1,4 |
|
2*(4*150) |
150 |
144,25 |
0,22 |
62,6 |
4,07 |
0,207 |
14,863 |
29725,2 |
39,2 |
43,3 |
357,6 |
420,2 |
1,1 |
|
2*(4*185) |
185 |
178,92 |
0,22 |
77,7 |
5,05 |
0,168 |
12,051 |
24101,5 |
31,8 |
36,9 |
328,7 |
406,4 |
0,9 |
|
2*(4*240) |
240 |
225,95 |
0,22 |
99,4 |
6,46 |
0,129 |
9,2891 |
18578,3 |
24,5 |
31,0 |
310,5 |
409,9 |
0,7 |