Технико-экономическое обоснование применения установки «Грозозащита» для распределительных сетей

Категория: Инженерия.

Реферат. Опасность прямого удара молнии заключается в том, что это может привести к повреждению зданий, линий электропередач и их частей, отказу электрических и электронных частей, гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании или вблизи. Электротехническое оборудование и линии электропередач имеют устройства грозозащиты, но во время гроз последние не могут обеспечить защиту от вторичных воздействий грозового процесса, и нередки случаи, когда они сами являются источниками пожароопасности и повреждения оборудования. В настоящее время применяется как активная, так и пассивная защита, и хотя разрушительное воздействие грозового разряда снижается, но факт его возникновения остается неотвратимым явлением. Для увеличения надежности защиты электрооборудования сельских сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений на объектах электроснабжения дополнительно устанавливаются специальные ограничители, что ведет к увеличению капитальных вложений. С целью выявления наиболее выгодного варианта систем по экономическим затратам была проведена сравнительная оценка двух вариантов защиты от грозовых перенапряжений. В качестве примера рассмотрена схема распределительной сети 10 кВ ПС «Лынга» фидера 8. За базовый вариант принята полная стоимость замены разрядников ограничителем перенапряжений. Во втором варианте принята стоимость установки комплекта устройства защиты распределительных сетей «Грозозащита». В процессе расчетов определено, что капитальные затраты на базовый вариант составили 301 431,96 руб., а на проектный – 198 173,84 руб., соответственно, установка УЗРС «Грозозащита» более выгодна. Срок окупаемости капитальных вложений составляет 1,01 года.

Ключевые слова: грозозащита, разрядники, молниеприемник, перенапряжение, капитальные затраты, стоимость.

По данным МЧС, в 30–40% случаев возгорания происходят вследствие грозовых разрядов. При непрямом попадании молнии волна перенапряжения распространяется по коммуникациям на многие километры и способна мгновенно вывести из строя дорогостоящее оборудование того или иного производственного объекта и электрические распределительные сети в целом.

Технико-экономические расчеты при сравнении двух вариантов производятся с целью выявления наиболее рентабельной по экономическим затратам системы.

В первом варианте представлен расчет полной стоимости замены разрядников ограничителем перенапряжений (ОПН). Во втором варианте проведен расчет стоимости комплекта устройства защиты распределительных сетей (УЗРС) «Грозозащита». Расчет произведен для защиты ВЛ-6 кВ фидера 8 подстанции (ПС) 110/10 кВ «Лынга» от грозовых перенапряжений длиной 7387 м (рис. 1). Количество ОПН выбрано согласно требованиям нормативной документации [1].

Комплекс УЗРС «Грозозащита» устанавливался исходя из конфигурации электрической сети 10 кВ Ф-8 ПС 110/10 кВ «Лынга» на возвышенности в отдалении от важных объектов инфраструктуры. Разрабатываемое устройство подключается к фазному проводу ВЛ-10 кВ, в свою очередь являющемуся еще и системой сбора статического заряда с территории, на которой располагается ВЛ [2–4].

Стоимость материалов комплекта ОПН приведена в таблице 1, для УЗРС «Гро­зозащита» – в таблице 2. Ана­лизируя результаты расчетов, представленные в таблицах, видим, что стоимость комплекта УЗРС «Гро­зозащита» ниже, чем стоимость замены разрядников на ОПН. Кроме того, при монтаже ОПН значительно увеличится объем монтажных работ.

Таблица 1 – Стоимость комплекта ОПН РС-10 кВ

Экономическая целесообраз­ность использования УЗРС «Гро­зозащита» на ВЛ-10 кВ фидера 8 ПС 110/10 кВ «Лынга» может быть выявлена путем сопоставления экономической характеристики.

Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты определяются по составляющим:

К = Соб + Стр + Смр, (1)

где Соб – стоимость оборудования, руб.; Стр = 0,12Соб – стоимость транспортных услуг, руб.; Смр = 0,15Соб – стоимость монтажа и наладки оборудования, руб.

• базовый вариант:Кб = 237 348 + 0,12 · 237 348 + 0,15 · 237 348 = 301 431,96 руб.;
• проектный вариант:Кпр = 156 040,5 + 0,12 · 156 040,5 + 0,15 · 156 040,5 = 198 173,84 руб., (2)Расчет заработной платы обслуживающего персоналагде  – tст средняя тарифная ставка четвертого разряда ЕТС, руб.; ЗТ = 41,265 – затраты труда, человеко-ч.; Ксл – отраслевой повышающий коэффициент (коэффициент условий труда), Ксл = 1,8 (районный коэффициент); Ку = 1,15; Кдоп. – коэффициент, учитывающий премии и доплаты, Кдоп = 1,4; Кесн – коэффициент, учитывающий  от­числения на социальные нужды, Кесн = 1,2.;Проектный вариант:Амортизационные отчисления определяются по формулегде БС – балансовая стоимость оборудования, руб.; а = 14% – норма амортизационных отчислений на приборы и оборудование.– базовый вариант:– проектный вариант:Расчет отчислений на техническое обслуживание и текущий ремонт приборов и оборудования определяется по формулегде БС – балансовая стоимость приборов и оборудования, руб.; в = 7% – норма отчислений на техническое обслуживание и текущий ремонт.
• Отчисления на техническое обслуживание и текущий ремонт ­составят:, (5);
• Амортизационные отчисления составили:, (4)

• Расчет амортизационных отчислений
• Базовый вариант:, (3)
• где ЗП – годовой фонд заработной платы обслуживающему персоналу, руб.; А – амортизационные отчисления, руб.; ТР – отчисления на техническое обслуживание и текущий ремонт, руб.; СМ – стоимость материалов на техническое обслуживание и текущий ремонт, руб.; ПР – прочие расходы, руб.
• Годовые издержки проектируемой УЗРС «Грозозащита» определяются по следующим составляющим:
• базовый вариант:Этот вид затрат может быть определен по нормам отчислений или по стоимости материалов, планируемых на выполнение ТО и ТР:где Смто = ЗП · 0,5 – стоимость материалов на техническое обслуживание, руб.; Смтр = ЗП · 0,75 – стоимость материалов на текущий ремонт, руб.; ЗП – заработная плата обслуживающего персонала, руб.; 0,5 и 0,75 – нормы отчислений на проведение соответственно ТО и ТР.
• Затраты по нормам отчислений составят:
• , (6)

• Расчет стоимости материалов на техническое обслуживание и текущий ремонт

• – проектный вариант:
• базовый вариант:
• проектный вариант:К прочим расходам относят расходы, недостаточно учтенные при предыдущих расчетах. Их величина определяется в размере 5% от 
  суммы:Прочие расходы составляют:
• . (7)

• Расчет прочих расходов

• базовый вариант:
• проектный вариант:
• По проведенным выше расчетам годовые издержки составят:
• базовый вариант:
• проектный вариант:, (8), (9)Срок службы установки составляет 20 лет, отсюда норма реновации основных фондов при использовании продукции Кр = 1/20 = 0,05.Базовый вариант:Проектный вариант:Рассчитаем годовой экономический эффект:Срок окупаемости капитальных вложений:и он составитПроизведем расчет чистого дисконтированного дохода (ЧДД):где t – шаг расчета; Т = 5 – горизонт расчета; Е = 0,15 – норма дисконта.. (12)Определим индекс доходности:Результаты расчета представлены в таблице 3.

  Шаг расчета, t	0	1	2	3	4	5
  Коэффициент приведения	1	0,87	0,76	0,66	0,57	0,5

  Результаты расчета ЧДД в течение пяти лет представлены в таблице 4.

  Год	Годовой экономический эффект, руб.	Коэффициент приве­дения	Денежный поток, руб.	Денежный поток нарастающим итогом, руб.	ЧДД, руб.
  0	–	1	–	–	–
  1	196 879,30	0,87	171 285,00	171 285,00	–26 888,84
  2	196 879,30	0,76	149 628,30	320 091,30	121 917,46
  3	196 879,30	0,66	129 940,30	450 853,60	252 679,76
  4	196 879,30	0,57	112 221,20	563 074,80	364 900,96
  5	196 879,30	0,5	98 439,70	661 514,50	463 340,66

  Показатели экономической эффективности для проектируемого УЗРС «Грозозащита» представлены в таблице 5.

  Показатель	Значение, руб.
  	Базовый вариант	Проектный вариант
  Капитальные вложения, руб.	301 431,96	198 173,84
  Годовые издержки, руб.	253 538,4	77 310,71
  Годовой экономический эффект, руб.	–	196 879,30
  Срок окупаемости капитальных  вложений, год	–	1,01
  Чистый дисконтированный доход, руб.	–	463 340,66
  Индекс доходности	–	4,32

  Так как индекс доходности ИД > 1, то проект эффективен.

ЛИТЕРАТУРА

1. СТО 56947007-29.240.02.001-2008. Методические указания по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4–10 кВ от грозовых перенапряжений.
2. Стерхова Т. Н., Моисеенко А. Б., Огородников Л. Л. Современное устройство защиты линий электропередач от грозовых перенапряжений // Теория и практика – устойчивому развитию АПК : мат. Всерос. науч.-практ. конференции. Т. II. – Ижевск : Изд-во ФГБОУ ВПО «Иже­вская ГСХА», 2015. – С. 150–154.
3. Стерхова Т. Н., Огородников Л. Л. Разработка системы формирования грозозащиты в сельских электрических сетях [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1. – Режим доступа : www.science-education.ru/125-20229.
4. Стерхова Т. Н., Огородников Л. Л. Разработка схемы подключения установки «Грозозащита» к воздушной линии // Научное и кадровое обеспечение АПК для продовольственного импортозамещения : мат. Всерос. науч.-практ. конференции. Т. II. – Ижевск : Изд-во ФГБОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2016. – С. 257–260.

Метки: Инженерия

• Назад
• Вперед