Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Апреля 2014 в 12:52, курсовая работа

Краткое описание

Необходимость строительства ПС «Южная» с расположением площадки в подгорной части города Тобольска вблизи от центра нагрузок диктуется следующими обстоятельствами:
• низкой надежностью электроснабжения потребителей подгорной части города, зоны исторической застройки;
• высокими потерями электрической энергии в распределительных сетях 10кВ из-за удаленности от центра питания (ведомственной ПС 35/6кВ «Фанерокомбинат»);
• низкими уровнями напряжения на выводах электроприемников потребителей.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….4
Электрические нагрузки и существующая сеть 110 кВ в районе размещения ПС 110 кВ «Южная» ………………………………...……...6
Электрические нагрузки потребителей ПС110кВ «Южная»………………………………………………………………...6
Существующая сеть электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ «Южная» …………………………………….7
Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ …………………………………………………….9
2.1. Варианты схемы внешнего электроснабжения………………………...9

Выбор силовых трансформаторов …………………………………...10
Выбор схемы подстанции ………………………………………….…12
Технические решения по строительству ВЛ 110 кВ …………….…14
Выбор сечения проводов ………………………………………..……14
Расчет токов короткого замыкания ……………………………………..17
Выбор и составление расчётной схемы электрической сети и схемы замещения ……………………………………………………………..18
Расчет параметров элементов схемы замещения …………………..20
Определение токов при симметричном трёхфазном КЗ …………...24
Выбор высоковольтной аппаратуры ……………………………………32
Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции …………33
Выбор ячеек РУ – 110 и РУ – 10 …………………………………….34
Выбор выключателей ………………………………………………...36
Выбор разъединителей ……………………………………………….38
Выбор ограничителей перенапряжений …………………………….39
Выбор шин …………………………………………………………….40
Выбор изоляторов …………………………………………………….42
Выбор измерительных трансформаторов тока ……………………...43
Выбор измерительных трансформаторов напряжения …………….46
Релейная защита и автоматика …………………………………………..48
Источники оперативного тока ……………………………………….49
Защита и автоматика трансформаторов 25 МВА …………………...50
Защита и автоматика секционных выключателей 10 кВ …………...50
Защита трансформаторов собственных нужд и трансформаторов дугогасящих катушек ………………………………………………....50
Защита и автоматика линий 10 кВ …………………………………...51
Максимальная токовая защита ……………………………………....53
Максимальная токовая отсечка ……………………………………...54
Автоматическое повторное включение ……………………………..55
Защита от замыканий на землю ……………………………………...56
Автоматическая частотная разгрузка ………………………………..58
Учет электроэнергии ……………………………………………………..67
Технико-экономическое обоснование проекта ПС 110 кВ «Южная» ……………………………………………………………………………..62
Технико–экономическое сравнение схем подстанции 110 кВ «Южная»……………………………………………………………….60
Определение показателей экономической эффективности капиталовложений для выбранного варианта ………………………65
Безопасность и экологичность проекта …………………………………72
Охрана труда и техника безопасности ………………………………72
Расчет заземляющего устройства ……………………………………73
Расчет молниезащитного устройства ………………………………..76
Оценка экологичности проекта ……………………………………...78
Заключение …………………………………………………………………..79
Список использованных источников ……………

Вложенные файлы: 1 файл

Мой диплом.doc

— 1.69 Мб (Скачать файл)

 

Годовые эксплуатационные издержки С состоят из стоимости потерь электроэнергии в линиях Спл, стоимости потерь электроэнергии в трансформаторах Спт и эксплуатационных отчислений Сэ и определяются по формуле:

И = Спл + Спт + Сэ.                                      (7.4)

Стоимость потерь электроэнергии в линиях определяются по формуле:

Спл = ΔЭл * с0,                                             (7.5)

где ΔЭл – потери электроэнергии в линиях;

      с0 = 0,31 руб/кВт/ч – удельная стоимость потерь электроэнергии.

Потери электроэнергии в линиях:

ΔЭл = 3 * Imax.p2 * r0 * l * τ,                                 (7.6)

где Imax.p, r0, l параметры линий определенные ранее,

      τ – время максимальных потерь, определяемое по выражению:

                                           (7.7)

где Tmax – число часов использования максимума.

Для обоих вариантов параметры линий  Imax.p = 163 А, r0 = 0,21 Ом/км,  l = 0,35 км, и число часов использования максимума Tmax = 5500 ч. Получаем:

ΔЭл = 3 * 1632 * 0,21 * 0,35 * 3979,5 = 23,31 тыс. кВт*ч,

Спл = 23,31* 0,38 = 8,9 тыс. руб.

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах определяются по формуле:

Спт = ΔЭ * с0,                                             (7.8)

где ΔЭт – потери электроэнергии в трансформаторах:

                    (7.9)

где n – число трансформаторов;

      ΔP0 и ΔPк – номинальные потери трансформатора в режиме ХХ и КЗ соответственно (взяты из таблицы 2.1);

     Т - время работы трансформаторов, ч/год (при работе круглый год             Т = 8760 ч);

     Sп - фактическая мощность, протекающая по трансформатору;

     Sном – номинальная мощность трансформатора.

Для обоих вариантов параметры трансформаторов ΔP0 = 25 кВт,      ΔPк = 307 кВт, Sп = 15,5 МВА, Sном = 25 МВА. Получаем:

Спт = 672,8 * 0,38 = 255,7 тыс. руб.

Стоимость эксплуатационных отчислений Са определяется по формуле:

Са = рΣ * К                                          (7.10)

где рΣ = ра + рр + ро - отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание, соответственно, о.е./год [5]. По второму варианту в среднем по подстанции отчисления на амортизацию составят 0,1, по первому варианту в связи с установкой современного оборудования эти расходы снизятся до 0,025.

Для двух вариантов стоимость амортизационных отчислений составит:

СаI = 0,025 * 49940,6 = 1248,5 тыс. руб.

СаII = 0,1 * 40096,6 = 4009,7 тыс. руб.

Годовые эксплуатационные издержки С для первого и второго вариантов составят:

СI = 8,9 + 255,7 + 1248,5 = 1513,1 тыс. руб.                                     

СII = 8,9 + 255,7 + 4009,7 = 4274,3 тыс. руб.

Определим капитальные затраты по каждому из вариантов электроснабжения по формуле (7.1):

ЗI = 0,1 * 35563,9 + 1513,1 =  7632,16 тыс. руб.

ЗII = 0,1 * 25719,9 + 4274,3 = 7883,56 тыс. руб.

Анализ полученных решений показывает, что наиболее рациональным вариантом для строительства подстанции является 1 вариант, имеющий большие капитальные вложения, но в то же время более современное оборудование, меньшие затраты на эксплуатацию, меньшее время монтажа, удобство обслуживания, а также ряд других преимуществ.

 

 

 

7.2 Определение показателей экономической эффективности капиталовложений для выбранного варианта

 

Эффективность инвестиционного проекта будем связывать с эффективностью капитальных вложений в строительство ПС 110/10 кВ «Южная» и питающих ее ВЛ 110 кВ.

Показателями экономической эффективности внедрения проекта служат:

  • Накопленная чистая дисконтированная стоимость по варианту подстанции;
  • Срок окупаемости инвестиций;
  • Норма рентабельности инвестиций (внутренняя норма доходности).

Соответствующие затрат и результатов инвестиционного проекта распределены на значительном отрезке времени и поэтому неравноценны, так как затраты в более поздние сроки предпочтительней аналогичных затрат в более ранний период.

Чтобы привести результаты и затраты к какому-то моменту времени (начала финансирования, начала эксплуатации, списания) используют коэффициент дисконтирования. Чистая текущая стоимость (дисконтирования) будет рассчитываться каждый на год по формуле:

ЧТСt = ПНt * αt,                                         (7.11)

где ПНt – поток наличности в t-м году;

       αt –коэффициент дисконтирования в t-м году расчетного периода.

αt = (1 + Е)tр – t,                                         (7.12)

где Е – коэффициент эффективности капитальных вложений или цена авансированного капитала, определяемый ставкой банковского процента по долгосрочным депозитам;

       tр – расчетный год;

       t – год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.

Поток наличности за каждый год определяется по выражению:

ПНt = Эt – Ht – Kt + At,                                (7.13)

где Эt = CIt – CIIt – экономический эффект, равный разности годовых эксплуатационных затрат по сравниваемым вариантам без амортизации;

       Ht – налоги, уплаченные предприятием с имущества и прибыли;

       Kt – капитальные вложения в инвестиционный проект;

       At – амортизационные отчисления.

Определим показатели экономической эффективности проекта.

В качестве Kt принимаем капитальные затраты на завершение строительства выбранного варианта проекта, т.е. Kt = 35563,9 тыс. руб.

Амортизационные отчисления при расчетном периоде 15 лет:

At = 100/15 = 6,7 %.

Экономия на текущих затратах:

Эt = 4009,7 – 1248,5 = 2761,2 тыс. руб.

Налоговые отчисления складываются из двух видов налогов:

    1. Налог на имущество

Нимt = Состt * Нст /100,                                    (7.14)

где Нст = 2 % – ставка налога;

 Состt = Kt – Аt * t  – остаточная стоимость проекта.

    1. Налог на прибыль

Нпрt = (Эt – Нимt) * Нст /100,                               (7.15)

где Нст = 25 % – ставка налога.

Суммируя потоки наличности за каждый год расчетного периода, определяется накопленный поток наличности – НПНt. А суммируя чистую текущую стоимость – накопленную чистую текущую стоимость НЧТСt. Расчет показателей экономической эффективности инвестиций приведен в таблице 7.2. График окупаемости инвестиций показан на рисунок 7.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.2

Расчет накоплений чистой текущей стоимости инвестиционного проекта                                                             «ПС 110/10 кВ Южная»

10

2761,2

3495,8

282,3

619,7

0,43

5355

11343,9

2302,7

–5410,8

9

2761,2

3495,8

330

607,8

0,47

5319,2

5988,9

2500

–7713,5

8

2761,2

3495,8

377,7

595,9

0,52

5283,4

669,7

2747,4

–10213,5

7

2761,2

3495,8

425,3

584

0,57

5247,7

–4613,7

2991,2

–12960,9

6

2761,2

3495,8

473

572,1

0,63

5211,9

–9861,4

3283,5

–15925,1

5

2761,2

3495,8

520,6

560,1

0,69

5176,3

–15073,3

3571,6

–19235,6

4

2761,2

3495,8

568,3

548,2

0,76

5140,5

–20249,6

3906,8

–22807,2

3

2761,2

3495,8

615,9

536,3

0,83

5104,8

–25390,1

4237

–26714,1

2

2761,2

3495,8

663,6

524,4

0,91

5069

–30494,9

4612,8

–30951,1

1

35563,9

1,0

– 35563,9

– 35563,9

– 35563,9

– 35563,9

Годы

К

Эt

At

Нимt

Нпрt

α

ПНt

НПНt

ЧТСt

НЧТСt


 

Продолжение таблицы 7.2

16

2761,2

3495,8

0

690,3

0,24

5566,7

44221,5

1336

4817,5

15

2761,2

3495,8

44,1

679,3

0,27

5533,6

38654,8

1494,1

3481,5

14

2761,2

3495,8

91,7

667,4

0,29

5497,9

33121,1

1594,4

1987,4

13

2761,2

3495,8

139,4

655,4

0,32

5462,2

27623,3

1747,9

393

12

2761,2

3495,8

187

643,5

0,36

5426,5

22161,1

1953,5

–1354,9

11

2761,2

3495,8

234,7

631,6

0,39

5390,7

16734,6

2102,4

–3308,4

Годы

К

Эt

At

Нимt

Нпрt

α

ПНt

НПНt

ЧТСt

НЧТСt




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок. 7.1 График окупаемости инвестиций

 

Определяем индекс доходности инвестиционного проекта (индекс рентабельности):

                                                  (7.16)

Т.к. ИД > 1, то проект можно принять к внедрению.

Определяем внутренний коэффициент окупаемости проекта (норму рентабельности) – ВКО. Под нормой рентабельности принимают такое значение коэффициента дисконтирования, при котором НЧТС = 0. Необходимо определить методом подбора такое значение α, при котором НЧТС примет значение равное нулю.

Расчет ЧТС при разных вариантах коэффициента экономической эффективности приведен в табл. 7.3., а изменение НЧТС в зависимости от коэффициента экономической эффективности на рис. 7.2.

 

Рисунок 7.2 Изменение НЧТС, в зависимости от коэффициента

экономической эффективности

 

Таблица 7.3 - Расчет ЧТС при различных значениях коэффициента экономической эффективности

Годы

ПНt

Е = 10 %

Е = 11 %

Е = 12 %

Е = 13 %

α

ЧТС

α

ЧТС

α

ЧТС

α

ЧТС

1

-35563,9

1

-35563,9

1

-35563,9

1

-35563,9

1

-35563,9

2

4964,1

0,91

4612,8

0,9

4562,1

0,9

4562,1

0,89

4511,4

3

4997,5

0,83

4237

0,81

4134,9

0,8

4083,8

0,79

4032,8

4

5030,9

0,76

3906,8

0,73

3752,6

0,72

3701,2

0,7

3598,4

5

5064,2

0,69

3571,6

0,66

3416,4

0,64

3312,8

0,62

3209,3

6

5097,6

0,63

3283,5

0,6

3127,1

0,57

2970,8

0,55

2866,5

7

5131

0,57

2991,2

0,54

2833,8

0,51

2676,3

0,48

2518,9

8

5164,3

0,52

2747,4

0,48

2536

0,46

2430,4

0,43

2271,9

9

5197,7

0,47

2500

0,43

2287,3

0,41

2180,9

0,38

2021,3

10

5231,1

0,43

2302,7

0,39

2088,5

0,36

1927,8

0,34

1820,7

11

5264,4

0,39

2102,4

0,35

1886,7

0,33

1778,9

0,3

1617,2

12

5297,8

0,36

1953,5

0,32

1736,5

0,29

1573,7

0,26

1410,9

13

5330,1

0,32

1747,9

0,29

1584

0,26

1420,2

0,23

1256,3

14

5364,5

0,29

1594,4

0,26

1429,5

0,23

1264,5

0,21

1154,6

15

5397,8

0,27

1494,1

0,23

1272,7

0,21

1162,1

0,18

996

16

5428,7

0,24

1336

0,21

1169

0,19

1057,7

0,16

890,7

НЧТС

 

4817,5

 

2253,2

 

539,3

 

-1387

Информация о работе Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ