Технико-экономический расчет структурных схем

Технико-экономические расчеты обеспечивают предварительную экономическую экспертизу вариантов. В соответствии с "Методикой технико-экономических расчетов в энергетике", оптимальным из сравниваемых вариантов считается вариант, обеспечивающий минимум приведенных затрат:

З = ∙К + И,

где - нормативный коэффициент использования капитальных затрат (для энергетики он равен 0,12); К - капиталовложение в установку (определяется по укрупненным показателям); И - годовые издержки на эксплуатацию схемы. Технико-экономическая оценка по данной формуле носит упрощенный характер, так как использована упрощенная формула приведенных затрат. Во-первых, в формуле не учитывается составляющая ущерба от перерывов электроснабжения и понижения качества энергии, во-вторых, приведенные затраты рассчитываются при условии, что объект строится в один этап и эксплуатируется с постоянными годовыми издержками.

Если рассматриваемые варианты равноценны в стоимостных показателях, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями: большая однотипность, надежность, удобство эксплуатации и ремонтопригодность, возможность развития и т.д.

Расчет капиталовложений. В капитальных вложениях учитываются только элементы главной схемы: генераторы, трансформаторы связи и блоков, силовые выключатели на 10 кВ и 110 кВ. Расчеты проводятся по укрупненным показателям стоимости, в которых может учитываться стоимость оборудования и строительно-монтажных работ. Оценку выключателей проводят согласно следующим рекомендациям: в РУ 110-500 кВ устанавливаются воздушные выключатели; в РУ 6-10 кВ устанавливаются маломасляные выключатели.

Капиталовложение в установку определяется следующим образом:

K=SK_ген+SK_транс+SK_выкл-110+SK_выкл-10.

Расчет эксплуатационных издержек. Эксплуатация рассматриваемых схем сопровождается финансовыми издержками, из которых в данном проекте будем учитывать: амортизационные отчисления; отчисления на обслуживание и ремонт; стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах связи и блоков. При этом все виды эксплуатационных издержек определяются на один год эксплуатации установки по формуле

,

где р_а - норма амортизационных отчислений (р_а = 0,064); р_ор - норма отчислений на обслуживание и ремонт (р_ор110 = 0,03 - для оборудования 35-150 кВ, р_ор10 = 0,04 - для оборудования до 20 кВ); с_э - стоимость потерь электроэнергии (с_э = 0,6 коп / кВт ч); ΔW - потери электроэнергии в транс­форматорах за год, кВт∙ч / год.

Расчет потерь в трансформаторах. Потери электроэнергии зависят от графика мощности, проходящей через трансформаторы, параметров трансформаторов и их числа. Для однотипных параллельно работающих трансформаторов эти потери определяются по формуле

Где - потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора, кВт; - число параллельно работающих трансформаторов; S_max - максимум графика мощности, MBA; S_hom - номинальная мощность трансформатора, МВА; Т = 8760 ч - число часов в году; τ = f(T_max, соsφ)— время наибольших потерь, зависит от продолжительности использования максимальной нагрузки T_max и соsφ нагрузки и определяется по [13] либо по формулам [17].

Так как в данных расчетах не учитывается сезонность графиков нагрузок, то продолжительность использования максимальной нагрузки графика будет определяться по формуле:

где - суточный переток энергии через трансформаторы, определяемый графиком нагрузки.

Стоимость генераторов

Стоимость трансформаторов

=110-2 + 255-1 = 475 тыс.руб.

Стоимость силовых выключателей на 110 кВ. Количество выключателей на 110 кВ определяется количеством присоединений к шинам ОРУ и выключателями, обслуживающими схему ОРУ: 1- секционный, 2 - шиносоединительных, 2 - обходных. Таким образом, количество выключателей в схеме ОРУ

n_выкл.110=12+5=17,

а их стоимость

К_вык.110=

Стоимость силовых выключателей на 10 кВ. В расчет принимаются все выключатели ГРУ за исключением выключателей, присоединенных к потребителю Р1 (потому что для обоих вариантов их число одинаково), и выключателей на собственные нужды (с.н. в проекте не разрабатываются). При этих условиях в расчетное число выключателей входят: 4 - генераторных, 4 - для трансформаторов связи с расщепленной обмоткой, 4 - секционных. Стоимость выключателей

Полная стоимость основного оборудования

К, =К_о6.₁₁₀+К_о6.₁₀ =1199,2+ 2644,6 = 3843,8 тыс. руб.

Расчет эксплуатационных издержек проводится следующим образом.

1. Потери в трансформаторах связи. Расчет потерь ведем по графику перетока мощности через трансформаторы связи для нормального режима работы станции (см. табл. 3.4). Время использования максимума и время наибольших потерь для этого графика соответственно равны:

ч.

Потери в трансформаторах связи

кВт∙ч

2. Потери в трансформаторе блока. Через этот трансформатор проходит мощность генератора блока, поэтому расчет потерь ведем по графику нагрузки генератора (см. ТЗ, рис. 3.2).

Время использования максимума и время наибольших потерь для этого графика соответственно равны:

ч.

ч.

Таким образом, потери в трансформаторе блока

кВт∙ч

3. Полные потери энергии в трансформаторах станции

кВт∙ч

4. Эксплуатационные издержки определяются по формуле

и равны

И₁ = 0,064∙3843,8 + 0,03∙1199,2 + 0,04∙2644,6 + 0,006∙6548 = 427,05 тыс. руб.

Расчет приведенных затрат проводится по формуле

3₁ = 0,12∙3843,8 + 427,05 = 888,31 тыс.руб.

Вывод. Результаты расчетов обоих вариантов схем станции представлены в табл. 3.7. Как следует из этих данных, приведенные затраты на строительство и эксплуатацию схемы ТЭЦ по первому варианту (схема 1) на 14% меньше затрат по второму варианту (схема 2), поэтому принимаем для дальнейшей проектной разработки схему 1. В табл. 3.8 и 3.9 приведены технические характеристики генераторов и трансформаторов этой схемы.

Таблица. 3.7

Свободные данные технико-экономического расчета вариантов ТЭЦ

Таблица 3.8

Каталожные данные генераторов

Место установки	Тип	К-во	, МВА	, МВт	, кВ	Cosφн	, о.е.	Цена, тыс.руб
ГРУ	ТВФ-63-2ЕУ3		78,75		10,5	0,80	0,1361
Блок	ТГВ-200-2У3		235,3		15,75	0,85	0,19	593,4

Таблица 3.9

Каталожные данные трансформаторов

Место установки	Тип	К-во	, МВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Рх, кВт	Рк, кВт	Uк, %	Цена, тыс.руб
Тр-р связи	ТРДН-63000/110				10,5			10,5
Блок	ТДЦ-250000/110				15,75			10,5