Реконструкция системы электроснабжения и релейной защиты

Для нового оборудования снижаются затраты на ремонт, на комплектующие, на ущерб от простоя оборудования, т.е. снижаются капитальные затраты за счет большего коммутационного ресурса. Новое оборудование имеет более низкий уровень шума при срабатывании и соответствуют новым высоким требованиям. Внедрение новых систем учёта электроэнергии, релейной защиты и автоматики позволяет улучшить качество расчётов за потребленную электроэнергию и качество энергии.

Расчеты экономической эффективности приведены за период 2013-2023 гг. (10 лет).

Год начала реконструкции - 2013 г. Расчеты выполнены в рублях, в ценах 2 квартала 2013 г.

4.2 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты представляют собой сумму затрат на приобретение, транспортировку оборудования, строительные и монтажные работы и прочих затрат, связанных с переобучением или повышением квалификации кадров, с проектированием и другими работами. Общая величина капитальных затрат складывается из капитальных затрат на отдельные элементы системы электроснабжения.

(4.1)

(4.2)

где Зоб_i - сумма затрат на приобретение;

Зтр_i - сумма затрат на транспортировку оборудования (5%);

Зсмр_i - сумма затрат на строительные и монтажные работы (5%);

Зпр_i - прочие затраты (2%).

Затраты на внедрение микропроцессорных блоков релейной защиты, замену силовых трансформаторов, трансформаторов собственных нужд, трансформаторов тока и напряжения, выключателей и других высоковольтных электрических аппаратов приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Капитальные затраты

Оборудование	ед. изм	кол-во	цена, тыс. руб	Зоб, тыс руб	Зтр, тыс. руб	Зсмр, тыс. руб	Зпр, тыс. руб	К, тыс. руб
ТРДНС 40000/110	шт.	2	18000,0	36000,0	1800,0	1800,0	720,0	40320,0
ВВЭЛ-110-630-20У3	шт.	2	150,0	300,0	15,0	15,0	6,0	336,0
ВБПС-10-20/1600	шт.	6	118,0	708,0	35,4	35,4	14,2	793,0
ВБПС-10-20/1000	шт.	6	110,0	660,0	33,0	33,0	13,2	739,2
РДЗ-110/1000	шт.	1	85,0	85,0	4,3	4,3	1,7	95,2
РВК-10/2000	шт.	1	55,0	55,0	2,8	2,8	1,1	61,6
ОПНп-10/12/10/1	шт.	1	2,4	2,4	0,1	0,1	0,05	2,7
ТОЛ-110	шт.	1	150,0	150,0	7,5	7,5	3,0	168,0
ТОЛ-10	шт.	2	12,9	25,8	1,3	1,3	0,5	28,9
НАМИ-10	шт.	1	39,5	39,5	2,0	2,0	0,8	44,2
ПКН 001/10	шт.	8	0,1	1,0	0,05	0,05	0,02	1,1
БМРЗ-ТД	шт.	2	5,9	11,8	0,6	0,6	0,2	13,2
Шинопровод 110 кВ,	м	210	10	2100,0	105,0	105,0	42,0	2352,0
Итог			18738,8	40138,5	2006,9	2006,9	802,8	42626,6

Общая величина капитальных затрат составляет 42626,6 тыс. руб., наибольшая доля приходится на покупку новых трансформаторов ТРДНС 40000/110.

4.3 Расчет экономии затрат

При внедрении блоков микропроцессорной релейной защиты и обновлении силового оборудования технологический эффект связан с увеличением межремонтного периода и сроком службы оборудования. Установка нового высоковольтного оборудования позволяет сократить численность ремонтной бригады за счет уменьшения частоты и объемов ремонтов оборудования. Экономия также связана со снижением расходов на ремонт в целом.

Расчет эффективности использования нового оборудования и полученной в результате этого экономии проводится путем сравнения проектного решения с базовым вариантом, в качестве базы сравнения принимается ситуация до проведения реконструкции.

Экономический эффект, полученный в результате реконструкции в t-ом году можно определить по формуле:

, (4.3)

где - экономия затрат по отдельным расходам в t-ом году, тыс. руб.

Экономия затрат по фонду заработной платы и отчислениям на социальные нужды определяется по формуле:

, (4.4)

где - экономия затрат в t-ом году, вызванная сокращением численности персонала, тыс. руб.;

дЧ - сокращение численности персонала, чел.;

З_ср - средняя заработная плата высвобождаемого работника, тыс. руб./чел.; N_св - норматив отчислений на социальные нужды (социальные взносы), %

Вследствие внедрения автоматического оборудования предприятию можно будет сократить численность персонала, обслуживающего электрооборудование, дежурных электромонтеров подстанции, на 3 человек.

Данные, необходимые для расчета экономии средств по фонду заработной платы представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Данные, необходимые для расчета экономии средств по фонду заработной платы

Должность	Разряд	Кол. сокращенных работников	Средняя заработная плата одного работника, тыс. руб.
Электромонтер	III разряд	2	30
Электромонтер	IV разряд	1	38

Находим заработную плату работников за год:

(тыс. руб.)

,

Экономия затрат на ремонт оборудования:

(4.5)

где З_РО1 - суммарные затраты на ремонт оборудования в базовом варианте, тыс. руб.;

З_РО2 - суммарные затраты на ремонт оборудования при внедрении проектных решений, тыс. руб.;

Т₁ - продолжительность межремонтного периода в базовом варианте, год;

Т₂ - продолжительность межремонтного периода при внедрении проектных решений, год.

В базовом варианте ремонт оборудования проводился раз в полгода. В связи с большим износом оборудования были высокие затраты на его осуществление. При учёте замены изношенных частей и ремонта силового оборудования общие затраты составляли 354 тыс. руб. При замене силового оборудования межремонтный период составит 5 лет и будет обходиться в 62 тыс. руб.

Экономия затрат на ремонт высоковольтных электрических аппаратов:

(тыс. руб.)

В связи с заменой масляных выключателей на вакуумные уменьшаются затраты на маслохозяйство. Нормы расхода представлены в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Нормы расхода трансформаторного масла для масляных выключателей

Наименование	Кол-во, шт.	Вместимость маслосистемы, т	Нормы на долив, т/год	Нормы на замену отработ. масла, т/год	Цена на масло, руб./т	Затраты, тыс. руб
Выключатель масляный 110кВ	2	60	0, 5	1, 86	51000	240,7
Выключатель масляный 10 кв	12	0,006	0,00024	0,0009	51000	0,698

Таким образом, экономия затрат на содержание масляного хозяйства составит тыс. руб.

Экономию, обусловленную сокращением годовых потерь электроэнергии () в t-ом году можно рассчитать по формуле:

, (4.6)

где - средняя (удельная) стоимость 1 квт-час электроэнергии, руб./квт-час.,

- изменение (снижение) потерь электроэнергии в электроустановках предприятия (сетях и трансформаторах), кВт-час.

Исходные данные, необходимые для расчета экономии затрат за счет снижения потерь мощности представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4. Данные, необходимые для расчета экономии затрат за счет снижения потерь электроэнергии

Пока-затель	Количество потребляемой электроэнергии	Потери электроэнергии до реконструкции	Потери электроэнергии после реконструкции	Разница в потерях,	Тариф за 1 кВт ч,
Ед.изм.	кВт ч	кВт ч	кВт ч	кВт ч	руб./кВт ч
I секция шин	22500	697,8	376	321,8	2,03
II секция шин	22500	697,8	376	321,8	2,03
Итого:	45000	1395,6	752	643,6

Потери электроэнергии в электроустановках предприятия (Wi) и их изменение для различных элементов системы электроснабжения (трансформаторов, ЛЭП) можно определить по следующей формуле:

, (4.7)

где Рi - среднегодовые потери мощности для i-го элемента системы электроснабжения, кВт;

- годовое время включения электроустановок, которое при непрерывной работе составляет 8000-8700 час/год;

Соответственно снижение потерь электроэнергии составляет:

(кВт*ч)

Соответственно, экономия, обусловленная сокращением годовых потерь электроэнергии, составляет:

(тыс. руб.)

Экономический эффект, полученный в результате реконструкции подстанции, представлен в таблице 4.5.

Таблица 4.5. Экономический эффект, полученный в результате реконструкции подстанции

Пункт, по которому получен экономический эффект	Экономический эффект, тыс. руб	Доля от общего экономического эффекта, %
Снижение потерь мощности	10452	80,6
Снижение затрат на ремонт высоковольтного оборудования	695,5	5,8
Снижение затрат на маслохозяйство	241,4	1,8
Экономия по фонду заработной платы	1528,8	11,8
ИТОГО	12980,2	100

Таким образом, можем сделать вывод о том, что большая часть экономического эффекта достигнута за счет снижения затрат на электроэнергию.

4.4 Экономическое обоснование проекта

Экономическая эффективность капитальных вложений в проект может быть определена на основе дисконтных вычислений по приведению связанных с реализацией проекта расходов и доходов к определенному моменту времени (году начала функционирования объекта). Для расчета чистого дисконтированного дохода (Net Present Value, NPV) выполняем следующие вычисления:

1. Определим срок функционирования проектируемого объекта. Примем срок функционирования после реконструкции равным 10 годам, согласно данным эксплуатирующей организации. Определим размер капитальных вложений. Согласно п. 5.2 капитальные вложения К= 44618,1 тыс. руб.

2. Проводим расчет экономического эффекта (п. 5.3)

Для реконструируемого объекта рассчитываем по годам прирост прибыли. Поскольку проведение реконструкции связано не с дополнительной выручкой, а с экономией затрат, то прирост прибыли от реализации определяется следующим образом:

(4.13)

где - изменение (увеличение) капитальных затрат, тыс. руб.; - изменение (увеличение) амортизационных отчислений, тыс. руб.;

3. По каждому году расчетного периода рассчитываем налоги на имущество и на прибыль, чистую прибыль и амортизационные отчисления.

Ставка налога на имущество в соответствии с действующим законодательством составляет 2,2% от остаточной стоимости имущества предприятия и определяется по формуле:

 (4.14)

где - прирост налога на имущество, тыс. руб.;

- остаточная стоимость основных средств в t-ом году, тыс. руб.;

N_им - ставка налога на имущество, %

(4.15)

где А_t - годовые амортизационные отчисления основных средств в t-ом году, тыс. руб.;

Т - период эксплуатации основных средств, лет

Годовые амортизационные отчисления в t-ом году определяются по формуле:

(4.16)

где N_a - норма амортизационных отчислений, %;

N_a = 10%

Ставка налога на прибыль согласно действующему законодательству составляет 20%. Налог на прибыль рассчитывается по формуле:

(4.17)

где N_пр - ставка налога на прибыль, %

Изменение чистой прибыли в результате внедрения проектных решений определяется по формуле:

 (4.18)

4. Проводим расчет денежного потока наличности (ДПН), сущность которого состоит в том, что он представляет собой ту часть денежных доходов, которая остается в распоряжении предприятия и не может быть изъята.

ДПН определяется по формуле:

(4.19)

5. Для оценки эффективности проекта определим, окупятся ли капитальные вложения в проект и какой они принесут доход за период действия проекта. С этой целью рассчитаем накопленный поток наличности (НПН) по формуле:

. (4.20)

6. НПН рассчитывается без учета стоимости рубля в первый и последующие годы реализации проекта. С учетом разницы в стоимости рубля рассчитываем годовые чистые дисконтированные доходы (NPV_t), и накопленный чистый дисконтированный доход (NPV_T) за весь расчетный период.

(4.21)

(4.22)

где Е - ставка дисконта, доли единицы; Е=0,1

NPV_T рассчитывается по формуле:

. (4.23)

Результаты расчетов представлены в таблице (см. приложение 2). Зависимость NPVT и НПН от времени реализации проекта показана на рисунке 4.1.

Рис. 4.1 Зависимость NPVT и НПН от времени реализации проекта

Рассчитаем внутреннюю норму доходности (IRR - Internal Rate of Return).

Внутренняя норма доходности соответствует ставке процента, при которой NPV_T=0. Расчет производится методом подбора, т.е. задается разными значениями Е, графическое изображение (рис. 5.2). Критерием отбора проекта является выполнение условия:

(4.24)

где Е_а - альтернативная стоимость капитала, или норма предпочтений во времени, соответствующая нормальному уровню отдачи вложений в экономике, принимается равной ставке рефинансирования ЦБ.



Рис. 4.2. Определение внутренней нормы доходности проекта

При анализе эффективности инвестиций рассчитывается внутренняя норма рентабельности капитальных вложений (проекта) по формуле:

(4.25)

% (4.26)

IRR >100%, имеет место сверхрентабельность.

По методу окупаемости определим срок окупаемости (Pay-Back Period) - периода возврата капитальных вложений:

(4.27)

где PBP - период окупаемости капитальных вложений, лет;

К - капитальные вложения в проект, тыс. руб.;

П_ч - чистая прибыль от реализации продукции, тыс. руб. в год;

А - амортизационные отчисления основных средств и нематериальных активов, тыс. руб. в год.

 (года) (4.28)

Используем метод расчета показателя приведенной отдачи капитальных вложений (PRI) или индекса рентабельности проекта (PI). Данный показатель отражает отношение чистого дисконтированного дохода к дисконтированным капитальным затратам:

(4.29)

(тыс. руб.)

Дисконтированный срок окупаемости (DPP) - период возврата капитальных вложений с учетом дисконтных вычислений:

(4.30)

(лет)

Результаты расчета основных экономических показателей проекта представлены в табл. 4.7

Таблица 4.7. Основные технико-экономические показатели проекта реконструкции подстанции

Показатели	Ед. изм.	Значение
Капитальные вложения (К)	тыс. руб.	42626,6
Экономический эффект за весь срок реализации проекта (ЭТ)	тыс. руб.	129802
Накопленный чистый дисконтированный доход (NPVT)	тыс. руб.	20975,4
Срок окупаемости (PBP)	лет	3,1
Дисконтированный срок окупаемости (DPP)	лет	2

4.5 Анализ чувствительности проекта к риску

Поскольку инвестиционные проекты в электроэнергетике имеют определённую степень риска, связанную с природными и рыночными факторами (риск изменения цен), то необходимо провести анализ чувствительности к риску рекомендуемого варианта проекта. Для этого выбирается интервал наиболее вероятного диапазона изменения определенного фактора: капитальные затраты [-5%; +15%]; налоги [-20%; +20%], экономия [-10%; +10%].

Для каждого фактора определяется зависимость NPV_T (К); NPV_T (Н); NPV_T (Э). Полученные зависимости NPV_T от факторов изображаются графически. Значения NPV_T на каждой прямой, соответствующие крайним точкам диапазона, соединяются между собой (см. рис. 4.3).

Рис. 4.3. Диаграмма зависимости NPVT от вариации факторов

Заключение

В данной работе были выполнены:

- расчет нагрузок трансформаторной подстанции 110/10 методом коэффициента спроса;

- выбор трансформаторов с расщепленной обмоткой на стороне низкого напряжения с целью уменьшения токов короткого замыкания;

- выбор высоковольтного оборудования и типовых ячеек КРУ с учетом новейших разработок;

- проверка оборудования на электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания;

- выбор и расчет релейной защиты трансформатора;

- произведен расчет экономической эффективности проекта;

- осуществлены меры по обеспечению безопасности работников.

Выбор оборудования сопровожден необходимыми расчетами с пояснениями.

Список использованных источников

1. Правилa устройства электроустановок (ПУЭ). Издание седьмое (URL http://www.elec.ru/library/rd/pue.html).

2. Кудрин Б.И. «Электроснабжение промышленных предприятий». Учебник для ВУЗов. 2007 г.

3. Червяков Д.М., Ведерников В.А. Пособие к курсовому и дипломному проектированию по электроснабжению предприятий нефтяной и газовой промышленности: Учеб. пособ. - Тюмень, ТюмГНГУ.

4. Абрамович Б.Н. Электроснабжение нефтегазовых предприятий: Учебное пособие. СПб, 2008. 81 с.

5. Бак С.И., Читипаховян С.П. Электроснабжение БКУ нефтяной промышленности. М.: Недра, 1989. - 183 с.

6. Князевский В.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий.: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1979. - 431 с.

7. ЗАО «Электрощит-Самара» каталог продукции (URL http://electroshield.ru/).

8. ЗАО «Чебоксарский электромеханический завод» каталог продукции (URL http://www.chemz.ru).

9. ЗАО «Радиус-Автоматика» каталог продукции (URL http://rza.ru/index.htm).

10. Инструкция по эксплуатации «Сириус-Т» URL http://rza.ru/index.htm.

11. Рекомендации по выбору уставок «Сириус-Т» URL http://rza.ru/index.htm.

12. Барышев Е.Е., Мушников В.С. Расчет молниезащитных зон зданий и сооружений: Учебное электронное текстовое издание, Екатеринбург, ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ, 2009.-23 с.

13. Безопасность жизнедеятельности и промышленная безопасность: Учебное пособие / Под ред. проф. В.Д. Шантарина - Тюмень: ТюмГНГУ, 2001.-308с

14. Руководство по экологической экспертизе предпроектной и проектной документации. - М.: Знание, 1993.

15. ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности». М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1983.

16. СНиП 11-12-77 Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Защита от шума. М.: Госстрой СССР, 1978.

17. ГОСТ 12.2.024-89 «Шум. Трансформаторы силовые масляные. Нормы и методы контроля». М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1989.

18. Пособие по составлению раздела проекта (рабочего проекта) «Охрана окружающей природной среды» к СНиП 1.02.01-85. М.: Госстрой СССР, 1989.

19. Методические указания к оценке экономической эффективности - Тюмень, ТюмГНГУ, 2003.

Размещено на Allbest.ru