Kraków, styczeń 2003
PROJEKT
Z
GOSPODARKI
ELEKTROENERGETYCZNEJ
Konsultacje: Wykonanie:
Dr inż. Waldemar Szpyra Paweł Baniak
Mgr inż. Wojciech Tylek Krzysztof Bisikiewicz
Piotr Cagara
Jacek Niklewicz
Zawartość projektu:
Temat projektu.
Wariant pierwszy:
założenia projektowe dla wariantu pierwszego
spadki napięć w magistralach
straty mocy czynnej w magistralach i transformatorach
straty energii w magistralach i transformatorach
Dobór nowobudowanych linii SN oraz wyznaczenie jej parametrów
Wariant drugi:
założenia projektowe dla wariantu drugiego
straty mocy czynnej w GPZ
straty energii w GPZ
Rachunek ekonomiczny.
Harmonogram inwestycji.
Porównanie wariantów.
Tabela 1
Dane projektowe.
Dane odbioru |
|||
Rok |
Moc zapotrzebowana Pz [MW] |
Nominalna |
Poawaryjna |
1 |
|
1 |
0 |
2 |
|
2 |
0 |
3 |
|
4 |
4 |
4 |
|
6 |
4 |
5 i następne |
|
8 |
4 |
|
|||
Współczynnik mocy |
0,9 |
||
Odległość odbioru (nowego GPZ) od linii 110kV [km] |
1 |
||
Dane GPZ |
|||
Moc znamionowa transformatorów [MVA] |
2x10 |
||
Straty jałowe transformatorów [kW] |
11 |
||
Straty obciążeniowe transformatorów [kW] |
64 |
||
Napięcie zwarcia transformatorów [%] |
11 |
||
Prąd biegu jałowego transformatorów [%] |
0,5 |
||
Obciążenie szczytowe GPZ [MW] |
2,412 |
||
Współczynnik mocy |
0,9 |
||
Energia pobierana z GPZ w ciągu roku [GWh] |
|
||
Straty mocy w obwodach zasil. z GPZ [kWh] |
85,5 |
||
Straty energii w obwodach zasil. z GPZ [MWh] |
|
||
Roczny przyrost mocy zapotrzebow. w GPZ [%] |
|
||
Roczny przyrost energii pobieranej z GPZ [%] |
|
I. Wariant pierwszy:
Wykorzystanie istniejących oraz budowa dwóch nowych odcinków linii SN wraz z RS do zasilenia osiedla mieszkaniowego.
1. Założenia projektowe.
Na podstawie projektu z sieci elektroenergetycznych stwierdzamy, że w naszej sieci istnieją 63 stacje transformatorowe napowietrzne na terenach wiejskich o mocy 63, 100, 160 [kVA].
Przewidywany maksymalny czas budowy osiedla mieszkaniowego (5000 mieszkańców) oraz domków jednorodzinnych (w ilości 25) wynosi 3 lata.
Proponujemy budowę dwóch linii SN (15 [kV]) oraz rozdzielni sieciowej do której te linie są przyłączone w celu zasilenia budowanego osiedla mieszkaniowego. Przewidywana długość tych linii wynosi odpowiednio 1700 [m] oraz 1500 [m].
Do zasilenia naszych obiektów wykorzystujemy trzy istniejące magistrale SN o napięciu 15 [kV].
Poniżej zamieszczono tabele, w których podane są odbiory zasilane przez poszczególne magistrale oraz wzajemne rezerwowanie się tych magistral w przypadkach awaryjnych.
Tabela 2. Zasilanie odbiorów przez poszczególne magistrale
Magistrala: |
Zasilane węzły: |
W przypadku awarii zasilane z: |
Uwagi: |
I |
od w31 do w63 |
II |
|
II |
od w1 do w28 |
- |
|
III |
Równe do RS |
II |
|
2. Spadki napięć w magistralach I, II i III w [%].
Spadki napięć zostały wyznaczone na podstawie poniższych wzorów:
Dla roku zerowego:
(1)
Dla pozostałych lat:
(2)
gdzie:
qn - roczny przyrost mocy = 1,5 %
Tabela 3. Spadki napięć w magistrali na przestrzeni 15 lat
|
Magistrala 1 |
Magistrala 2 |
Magistrala 3 |
Rok |
ΔU |
ΔU |
ΔU |
1 |
0,621 |
0,73 |
0,05 |
2 |
0,63 |
0,92 |
0,10 |
3 |
0,64 |
1,11 |
0,20 |
4 |
0,65 |
1,16 |
0,21 |
5 |
0,66 |
1,18 |
0,21 |
6 |
0,67 |
1,20 |
0,22 |
7 |
0,68 |
1,21 |
0,22 |
8 |
0,69 |
1,23 |
0,22 |
9 |
0,70 |
1,25 |
0,23 |
10 |
0,71 |
1,27 |
0,23 |
11 |
0,72 |
1,29 |
0,23 |
12 |
0,73 |
1,31 |
0,24 |
13 |
0,74 |
1,33 |
0,24 |
14 |
0,75 |
1,35 |
0,24 |
15 |
0,76 |
1,37 |
0,25 |
3. Straty mocy czynnej w magistralach I, II i III oraz w transformatorach.
a) straty przesyłu
Straty mocy czynnej powstałe na wskutek przesyłu zostały policzone wg następujących wzorów:
(3)
(4)
(5)
Tabela 4. Straty mocy czynnej w przesyle w magistralach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
1 |
15,48 |
24,91 |
0,91 |
2 |
15,95 |
35,48 |
2,09 |
3 |
16,19 |
42,47 |
3,74 |
4 |
16,43 |
44,90 |
3,95 |
5 |
16,68 |
45,53 |
4,01 |
6 |
16,93 |
46,16 |
4,07 |
7 |
17,18 |
46,81 |
4,12 |
8 |
17,44 |
47,47 |
4,18 |
9 |
17,7 |
48,13 |
4,24 |
10 |
17,97 |
48,80 |
4,30 |
11 |
18,23 |
49,49 |
4,36 |
12 |
18,51 |
50,18 |
4,42 |
13 |
18,79 |
50,88 |
4,48 |
14 |
19,07 |
51,60 |
4,54 |
15 |
19,35 |
52,32 |
4,61 |
b) straty mocy czynnej w transformatorach
Natomiast straty mocy czynnej w transformatorach zostały policzone na podstawie poniższych wzorów:
(6)
(7)
Tabela 5. Straty mocy czynnej w transformatorach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
1 |
19,69 |
23,38 |
3,82 |
2 |
20,29 |
26,75 |
7,42 |
3 |
20,59 |
29,03 |
12,28 |
4 |
20,90 |
30,81 |
13,03 |
5 |
21,21 |
31,27 |
13,23 |
6 |
21,53 |
31,74 |
13,43 |
7 |
21,85 |
32,22 |
13,63 |
8 |
22,18 |
32,70 |
13,83 |
9 |
22,51 |
33,19 |
14,04 |
10 |
22,85 |
33,69 |
14,25 |
11 |
23,19 |
34,20 |
14,46 |
12 |
23,54 |
34,71 |
14,68 |
13 |
23,89 |
35,23 |
14,90 |
14 |
24,25 |
35,76 |
15,12 |
15 |
24,62 |
36,29 |
15,35 |
4. Straty energii w transformatorach oraz w magistralach.
a) transformatory
Straty te wyliczono na podstawie zamieszczonych poniżej wzorów:
(8)
gdzie:
ΔPFe, ΔPCun - straty jałowe i obciążeniowe transformatorów
τ - czas trwania maksymalnych strat obciążeniowych, który wynosi 2400 [h/rok]
Tabela 6. Straty energii w transformatorach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
Rok |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh] |
1 |
95 167 |
114201 |
19350 |
2 |
99 012 |
132474 |
38164 |
3 |
100 992 |
145260 |
70172 |
4 |
103 012 |
157 235 |
75956 |
5 |
105 072 |
160 379 |
77476 |
6 |
107 173 |
163 587 |
79025 |
7 |
109 317 |
166 859 |
80606 |
8 |
111 503 |
170 196 |
82218 |
9 |
113 733 |
173 600 |
83862 |
10 |
116 008 |
177 072 |
85539 |
11 |
118 328 |
180 613 |
87250 |
12 |
120 695 |
184 225 |
88995 |
13 |
123 109 |
187 910 |
90775 |
14 |
125 571 |
191 668 |
92590 |
15 |
128 082 |
195 501 |
94442 |
b) magistrale
Straty energii w sieci wyznaczamy wg zależności:
(9)
Tabela 7. Straty energii na magistralach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
Rok |
ΔE [kW] |
ΔE [kW] |
ΔE [kW] |
1 |
47 256 |
59785 |
2179 |
2 |
48 684 |
85150 |
5018 |
3 |
49 415 |
101903 |
8980 |
4 |
50 156 |
110303 |
9720 |
5 |
50 908 |
112509 |
9915 |
6 |
51 672 |
114759 |
10113 |
7 |
52 447 |
117055 |
10315 |
8 |
53 234 |
119396 |
10522 |
9 |
54 032 |
121784 |
10732 |
10 |
54 843 |
124219 |
10947 |
11 |
55 665 |
126704 |
11166 |
12 |
56 500 |
129238 |
11389 |
13 |
57 348 |
131822 |
11617 |
14 |
58 208 |
134459 |
11849 |
15 |
59 081 |
137148 |
12086 |
II. Dobór linii SN oraz wyznaczanie jej parametrów.
1) Dobór przekroju linii:
Doboru przekroju linii dokonujemy na podstawie kryterium dopuszczalnej obciążalności długotrwałej (nagrzewanie prądem obciążenia długotrwałego);
Warunek:
(10)
Ir - prąd roboczy odbiornika;
Idop - dopuszczalny prąd obciążenia długotrwałego;
(11)
ΣPcal = 1206 [kW] - moc płynąca do odbioru nową linią zasilaną z istniejących magistral
Ir = 51 [A]
Wartość prądu Idop odczytujemy z Poradnia Inżyniera Elektryka (PIE), tak aby był on większy od Ir i wynosi on dla linii napowietrznej AFL:
Idop = ? [A] dla przekroju 70 [mm2].
Parametry jednostkowe takiej linii przedstawia tabela 9.
Tabela 8. Rezystancja i reaktancja jednostkowa linii.
Ro [Ω/km] |
Xo [Ω/km] |
0,248 |
0,4 |
A po przeliczeniu na długość linii:
Tabela 9. Rezystancja i reaktancja linii.
|
R[Ω] |
X[Ω] |
linia A |
0,372 |
0,6 |
linia B |
0,421 |
0,68 |
III Wariant drugi:
Budowa nowego GPZ-u do zasilenia osiedla mieszkaniowego.
1. Założenia projektowe.
Na podstawie projektu z sieci elektroenergetycznych stwierdzamy, że w naszej sieci istnieją 63 stacje transformatorowe napowietrzne na terenach wiejskich o mocy 63, 100, 160 [kVA].
Przewidywany maksymalny czas budowy osiedla mieszkaniowego (5000 mieszkańców) oraz domków jednorodzinnych (w ilości 25) wynosi 3 lata.
Proponujemy budowę nowego GPZ-u w celu zasilenia budowanego osiedla mieszkaniowego oraz zasilenia całej istniejącej magistrali. Dane dotyczące GPZ-u zamieszczono na początku projektu.
2. Spadki napięć.
Tabela 10. Spadki napięć
|
Praca normalna |
Awaria |
Rok |
ΔU [%] |
ΔU [%] |
0 |
1,090 |
6,80 |
1 |
1,106 |
6,902 |
2 |
1,123 |
7,006 |
3 |
1,140 |
7,111 |
4 |
1,157 |
7,217 |
5 |
1,174 |
7,326 |
6 |
1,192 |
7,435 |
7 |
1,210 |
7,547 |
8 |
1,228 |
7,660 |
9 |
1,246 |
7,775 |
10 |
1,265 |
7,892 |
11 |
1,284 |
8,010 |
12 |
1,303 |
8,130 |
13 |
1,323 |
8,252 |
14 |
1,343 |
8,376 |
15 |
1,363 |
8,502 |
2. Straty mocy (suma).
Tabela 11. Straty mocy
|
Przesyłu |
Transformacji |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
0 |
43,67 |
39,82 |
1 |
44,33 |
77,06 |
2 |
44,99 |
84,95 |
3 |
45,66 |
93,45 |
4 |
46,35 |
99,18 |
5 |
47,04 |
100,67 |
6 |
47,75 |
102,18 |
7 |
48,47 |
103,71 |
8 |
49,19 |
105,27 |
9 |
49,93 |
106,85 |
10 |
50,68 |
108,45 |
11 |
51,44 |
110,08 |
12 |
52,21 |
111,73 |
13 |
53,00 |
113,40 |
14 |
53,79 |
115,11 |
15 |
54,60 |
116,83 |
3. Straty energii (suma).
Tabela 12. Straty energii
|
Przesyłu |
Transformacji |
Rok |
ΔP [kWh] |
ΔP [kWh] |
0 |
104 808 |
211040 |
1 |
106 904 |
441662 |
2 |
109 042 |
481137 |
3 |
111 223 |
529 015 |
4 |
113 448 |
572623 |
5 |
115 717 |
584075 |
6 |
118 031 |
595757 |
7 |
120 391 |
607672 |
8 |
122 799 |
619825 |
9 |
125 255 |
632222 |
10 |
127 760 |
644866 |
11 |
130 316 |
657764 |
12 |
132 922 |
670919 |
13 |
135 580 |
684337 |
14 |
138 292 |
698024 |
15 |
141 058 |
711984 |
IV Porównanie wariantów. Rachunek ekonomiczny.
1. Zestawienie strat mocy czynnych i energii.
W tabelach 14, 15 i 16 zostały zestawione wszystkie straty energii dla dwóch różnych wariantów oraz ich suma, która posłuży do wyznaczenia kosztów zmiennych.
Tabela 13. Straty mocy czynnej w transformatorach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
ΣΔP [kW] |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
|
1 |
19,69 |
23,38 |
3,82 |
46,89 |
2 |
20,29 |
26,75 |
7,42 |
54,46 |
3 |
20,59 |
29,03 |
12,28 |
61,9 |
4 |
20,90 |
30,81 |
13,03 |
64,74 |
5 |
21,21 |
31,27 |
13,23 |
65,71 |
6 |
21,53 |
31,74 |
13,43 |
66,7 |
7 |
21,85 |
32,22 |
13,63 |
67,7 |
8 |
22,18 |
32,70 |
13,83 |
68,71 |
9 |
22,51 |
33,19 |
14,04 |
69,74 |
10 |
22,85 |
33,69 |
14,25 |
70,79 |
11 |
23,19 |
34,20 |
14,46 |
71,85 |
12 |
23,54 |
34,71 |
14,68 |
72,93 |
13 |
23,89 |
35,23 |
14,90 |
74,02 |
14 |
24,25 |
35,76 |
15,12 |
75,13 |
15 |
24,62 |
36,29 |
15,35 |
76,26 |
Tabela 14. Straty energii elektrycznej w transformatorach i ich suma.
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
ΣΔE [MWh] |
Rok |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh] |
|
1 |
95 167 |
123 016 |
32797 |
250,980 |
2 |
99 012 |
151 399 |
57605 |
308,016 |
3 |
100 992 |
171 114 |
116874 |
388,980 |
4 |
103 012 |
185 219 |
126 508 |
414,739 |
5 |
105 072 |
188 924 |
129 038 |
423,034 |
6 |
107 173 |
192 702 |
131 619 |
431,494 |
7 |
109 317 |
196 556 |
134 251 |
440,124 |
8 |
111 503 |
200 487 |
136 936 |
448,926 |
9 |
113 733 |
204 497 |
139 675 |
457,905 |
10 |
116 008 |
208 587 |
142 469 |
467,064 |
11 |
118 328 |
212 759 |
145 318 |
476,405 |
12 |
120 695 |
217 014 |
148 224 |
485,933 |
13 |
123 109 |
221 354 |
151 189 |
495,652 |
14 |
125 571 |
225 781 |
154 213 |
505,565 |
15 |
128 082 |
230 297 |
157 297 |
515,676 |
Tabela 15. Straty mocy czynnej w przesyle w magistralach
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
ΣΔP [kW] |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
|
1 |
15,48 |
24,91 |
0,91 |
41,3 |
2 |
15,95 |
35,48 |
2,09 |
53,52 |
3 |
16,19 |
42,47 |
3,74 |
62,4 |
4 |
16,43 |
44,90 |
3,95 |
65,28 |
5 |
16,68 |
45,53 |
4,01 |
66,22 |
6 |
16,93 |
46,16 |
4,07 |
67,16 |
7 |
17,18 |
46,81 |
4,12 |
68,11 |
8 |
17,44 |
47,47 |
4,18 |
69,09 |
9 |
17,7 |
48,13 |
4,24 |
70,07 |
10 |
17,97 |
48,80 |
4,30 |
71,07 |
11 |
18,23 |
49,49 |
4,36 |
72,08 |
12 |
18,51 |
50,18 |
4,42 |
73,11 |
13 |
18,79 |
50,88 |
4,48 |
74,15 |
14 |
19,07 |
51,60 |
4,54 |
75,21 |
15 |
19,35 |
52,32 |
4,61 |
76,28 |
Tabela 16. Straty energii elektrycznej w sieciach i ich suma.
|
Magistrala 1 |
Magistrala2 |
Magistrala 3 |
ΣΔE [MWh] |
Rok |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh |
ΔE [kWh] |
|
1 |
47 256,0 |
64 312,5 |
22 632,0 |
134,200 |
2 |
48 684,3 |
82 519,9 |
40 839,3 |
172,043 |
3 |
49 414,6 |
94 920,9 |
79 756,7 |
224,092 |
4 |
50 155,8 |
100 745,6 |
84 650,8 |
235,552 |
5 |
50 908,1 |
102 256,8 |
85 920,6 |
239,085 |
6 |
51 671,8 |
103 790,6 |
87 209,4 |
242,671 |
7 |
52 446,8 |
105 347,5 |
88 517,5 |
246,311 |
8 |
53 233,5 |
106 927,7 |
89 845,3 |
250,006 |
9 |
54 032,0 |
108 531,6 |
91 193,0 |
253,756 |
10 |
54 842,5 |
110 159,6 |
92 560,9 |
257,563 |
11 |
55 665,2 |
111 812,0 |
93 949,3 |
261,426 |
12 |
56 500,1 |
113 489,1 |
95 358,5 |
265,347 |
13 |
57 347,6 |
115 191,5 |
96 788,9 |
269,328 |
14 |
58 207,8 |
116 919,4 |
98 240,7 |
273,367 |
15 |
59 081,0 |
118 673,1 |
99 714,4 |
277,468 |
Tabela 17. Suma strat energii i mocy w sieciach i transformatorach.
Rok |
∑ΔP [kW] |
∑ΔE [MWh] |
1 |
88,19 |
385,181 |
2 |
107,98 |
480,060 |
3 |
124,3 |
613,072 |
4 |
130,02 |
650,291 |
5 |
131,93 |
662,120 |
6 |
133,86 |
674,166 |
7 |
135,81 |
686,436 |
8 |
137,8 |
698,933 |
9 |
139,81 |
711,662 |
10 |
141,86 |
724,627 |
11 |
143,93 |
737,832 |
12 |
146,04 |
751,281 |
13 |
148,17 |
764,980 |
14 |
150,34 |
778,933 |
15 |
152,54 |
793,145 |
Tabela 18. Straty mocy w nowym GPZ.
|
Przesyłu |
Transformacji |
∑ΔP [kW] |
Rok |
ΔP [kW] |
ΔP [kW] |
|
0 |
43,67 |
39,82 |
83,49 |
1 |
44,33 |
77,06 |
121,39 |
2 |
44,99 |
84,95 |
129,94 |
3 |
45,66 |
93,45 |
139,11 |
4 |
46,35 |
99,18 |
145,53 |
5 |
47,04 |
100,67 |
147,71 |
6 |
47,75 |
102,18 |
149,93 |
7 |
48,47 |
103,71 |
152,18 |
8 |
49,19 |
105,27 |
154,46 |
9 |
49,93 |
106,85 |
156,78 |
10 |
50,68 |
108,45 |
159,13 |
11 |
51,44 |
110,08 |
161,52 |
12 |
52,21 |
111,73 |
163,94 |
13 |
53,00 |
113,40 |
166,4 |
14 |
53,79 |
115,11 |
168,9 |
15 |
54,60 |
116,83 |
171,43 |
Tabela 19. Straty energii elektrycznej w nowym GPZ.
|
Przesyłu |
Transformacji |
∑ΔE [MWh] |
Rok |
ΔE [kWh] |
ΔE [kWh] |
|
0 |
104 808 |
211040 |
315,848 |
1 |
106 904 |
441662 |
548,566 |
2 |
109 042 |
481137 |
590,179 |
3 |
111 223 |
529 015 |
640,238 |
4 |
113 448 |
572623 |
686,071 |
5 |
115 717 |
584075 |
699,792 |
6 |
118 031 |
595757 |
713,788 |
7 |
120 391 |
607672 |
728,063 |
8 |
122 799 |
619825 |
742,624 |
9 |
125 255 |
632222 |
757,477 |
10 |
127 760 |
644866 |
772,626 |
11 |
130 316 |
657764 |
788,080 |
12 |
132 922 |
670919 |
803,841 |
13 |
135 580 |
684337 |
819,917 |
14 |
138 292 |
698024 |
836,316 |
15 |
141 058 |
711984 |
853,042 |
2. Obliczenie kosztów bieżącej rocznej produkcji (K).
Przewidywany koszt bieżącej rocznej produkcji dla obiektów sieciowych określamy jako sumę dwóch zasadniczych składników:
K = KS + KZ (12)
gdzie: KS - koszty stałe bieżące, praktycznie niezależne od obciążenie;
KZ - koszty zmienne, zależne od obciążenia;
1) Koszty zmienne.
Koszty zmienne, będące sumą kosztów strat mocy i energii elektrycznej, oblicza się wg wzoru:
[zł/rok] (13)
gdzie:
kP - jednostkowy koszt moc [zł/rok/kW];
kA - jednostkowy koszt energii elektrycznej [zł/kWh];
ΔPS - straty mocy przy obciążeniu szczytowym [kW];
ΔE - roczna strata energii [kWh/rok];
Wartości kP i kA odczytujemy z taryfikatora Zakładu Energetycznego Kraków, który obowiązuje od 1 lipca 2002 roku. Nasz odbiór zaliczany jest do grupy B21. Poszczególne symbole oznaczają:
B - poziom napięcia sieci, z której energia jest dostarczana odbiorcom (tu: SN);
2- wysokość zamówionej mocy (tu: moc wyższa niż 40 [kW]);
1 - rodzaj strefy czasowej rozliczeniowej (tu: jednostrefowa);
Wg tego taryfikatora wartości te kształtują się na poziomie:
kA = 256 [zł/MWh] = 0,256 [zł/kWh];
kP = 3,23 [zł/kW/m-c] = 38,76 [zł/kW/rok];
Obliczone wartości kosztów zmiennych wg wzoru (13) zostały przedstawione w Tabeli 21.
Tabela 20. Koszty zmienne.
Rok |
Kz [ tys. zł/rok] |
|
|
Wariant I |
Wariant II |
1 |
102,024 |
84,093 |
2 |
127,080 |
145,137 |
3 |
161,764 |
156,122 |
4 |
171,514 |
169,292 |
5 |
174,616 |
181,274 |
6 |
177,774 |
184,871 |
7 |
180,991 |
188,541 |
8 |
184,268 |
192,282 |
9 |
187,604 |
196,098 |
10 |
191,003 |
199,990 |
11 |
194,463 |
203,960 |
12 |
197,988 |
208,009 |
13 |
201,577 |
212,137 |
14 |
205,234 |
216,348 |
15 |
208,957 |
220,643 |
2) Koszty roczne stałe.
Koszty roczne stałe (Krs) można przedstawić jako sumę kosztów eksploatacyjnych (Kes) oraz kosztów rozszerzonej reprodukcji (Krr):
Krs = Kes + Krr (14)
Koszty eksploatacyjne (Kes) obliczamy wg wzoru:
Kes = rs * I = ( p + k + o )*I (15)
gdzie:
rs - współczynnik kosztów stałych;
p - współczynnik kosztów robocizny;
k - współczynnik kosztów remontów;
o - współczynnik kosztów ogólnych;
I - wartość nakładów inwestycyjnych;
Wartości poszczególnych współczynników odczytujemy z tabel i wynoszą one dla poszczególnych rodzajów urządzeń:
- linie napowietrzne na słupach stalowych:
p = 0,025 k = 0,02 o = 0,01
- urządzenia stacyjne (rozdzielnie, transformatory):
p = 0,025 k = 0,05 o = 0,01
3) Koszty rozszerzonej reprodukcji (Krr) obliczamy wg zależności:
Krr = rrr * I (16)
gdzie:
rrr - współczynnik rozszerzonej reprodukcji, który oblicza się jako:
(17)
i - czynnik dyskontujący ( i = 0,08);
n - okres (lata) amortyzacji danego rodzaju urządzenia: linia napowietrzna ( n = 20 lat ), transformator/GPZ ( n = 10 lat);
Wartość współczynnika rrr wynosi dla: transformator/GPZ (rrr = 0,149), a dla linii napowietrznej (rrr = 0,102).
Wykaz kosztów budowy poszczególnych elementów zamieszczono w tabeli poniżej:
Tabela 21. Wykaz rodzajów i kosztów inwestycji.
Rodzaj inwestycji |
Koszt inwestycji [tys. zł] |
Transformator 10 [MVA] 1) |
920 |
Rozdzielnia 110 [kV] - układ H4 2) |
3355 |
Budowa 1 km linii napowietrznej 15 [kV] o przekroju 70 [mm2] |
65 |
Transformator 15/0,4 [kV] o mocy 630 [kVA] |
30 |
Punkt odłącznikowy |
3 |
Koszty ogólne |
1024 |
Wyposażenie pola SN w GPZ |
80 |
Budowa budynku rozdzielni SN (24 pola) |
500 |
Wyposażenie 1 pola rozdzielni SN |
100 |
1) uwzględniono koszt stanowiska, montażu, fundamentu, konstrukcji i zabezpieczeń
2) cena podana bez transformatorów i kosztów ogólnych*. W skład ceny rozdzielni wchodzą:
wyłączniki
odłączniki, przekładniki
konstrukcje wsporcze pod aparaturę
montaż, oszynowanie i aparatura obwodów pierwotnych
obwody wtórne
konstrukcje wysokie (bramki) i fundamenty
* koszty ogólne (ogrodzenie, drogi, budynki nastawni, oświetlenie itp.) przyjmuje się procentowo od kosztów całkowitych stacji z transformatorami w wysokości 30 [%]
W 24 polowej rozdzielni 15 [kV], zostało wyposażonych 15 pól: 2 zasilające, 8 odpływowych (z czego 2 do odbioru), 2 pomiarowe, 1 sprzęgłowe, 2 potrzeb własnych.
Tabela 22. Harmonogram przebiegu inwestycji w poszczególnych latach.
Rok |
Wariant I |
Wariant II |
0 |
Budowa linii SN o długości 1,7 km oraz RS
|
Budowa nowego GPZ-u i wstawienie pierwszego transformatora 10 MVA; budowa rozdzielni SN 24 polowej; budowa 1 km odcinka linii SN łączącego GPZ z osiedlem |
1 |
Dalsza rozbudowa RS (drugi trafo) |
|
2 |
Budowa linii SN o długości 1,5 km |
Wstawienie drugiego transformatora. Do GPZ-u o mocy 10 MVA |
3 |
|
Budowa drugiego 1 km odcinka linii SN łączącego GPZ z osiedlem |
Tabela 23
Wykaz kosztów rocznych stałych (Krs) oraz kosztów inwestycyjnych (Ki) w poszczególnych latach.
Rok |
Ki [ tyś.zł/rok] |
Krs [ tyś.zł/rok] |
||
|
Wariant I |
Wariant II |
Wariant I |
Wariant II |
0 |
2865 |
7300 |
0 |
0 |
1 |
30 |
0 |
662 |
1720 |
2 |
97,5 |
920 |
668,2 |
1720 |
3 |
0 |
200 |
683,5 |
1935,3 |
4 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
5 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
6 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
7 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
8 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
9 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
10 |
0 |
0 |
683,5 |
1966,7 |
11 |
0 |
0 |
273,2 |
879 |
12 |
0 |
0 |
268,7 |
879 |
13 |
0 |
0 |
268,7 |
801 |
14 |
0 |
0 |
268,7 |
801 |
15 |
0 |
0 |
268,7 |
801 |
4) Suma kosztów.
Na sumę kosztów (ΣK) składają się koszty roczne stałe (Krs) oraz koszty zmienne (Kz) związane z eksploatacją.
Sumę całkowitych kosztów można odczytać z tabeli 24.
Tabela 24
Suma kosztów rocznych stałych (Krs) oraz kosztów zmiennych (Kz).
Rok |
ΣK [ tyś.zł/rok] |
|
|
Wariant I |
Wariant II |
0 |
2865 |
7300 |
1 |
794,024 |
2008,493 |
2 |
892,78 |
2989,537 |
3 |
845,264 |
2439,622 |
4 |
855,014 |
2252,792 |
5 |
858,116 |
2264,774 |
6 |
861,274 |
2268,371 |
7 |
864,491 |
2272,041 |
8 |
867,768 |
2275,782 |
9 |
871,104 |
2279,598 |
10 |
874,503 |
2283,49 |
11 |
467,663 |
454,06 |
12 |
466,688 |
458,109 |
13 |
470,277 |
303,137 |
14 |
473,934 |
307,348 |
15 |
477,657 |
311,643 |
3. Porównanie wariantów.
Określenie wyższości jednego wariantu nad drugim będzie polegało na porównaniu kapitału początkowego w roku poprzedzającym rozpoczęcie inwestycji ( tzw. roku zerowy ) jaki musimy posiadać aby móc zrealizować daną inwestycję. Korzystniejszym wariantem jest oczywiście ten, do realizacji którego potrzeba mniejszych nakładów kapitału. Wartość początkową kapitału obliczamy w oparciu o zależność:
(1.23)
gdzie:
i - czynnik dyskontujący, który w naszym przypadku wynosi 0,08 (8%);
K - suma kosztów (obecna wartość kapitału w danym roku n;
n - dany rok;
Wartości początkowa nakładów, tj. w roku poprzedzającym rozpoczęcie inwestycji, zgodnie z wzorem (1.23) w obu są podane w Tabeli 27.
Tabela 25. Wartość kosztów sprowadzonych na rok zerowy.
Kzd [tys.zł] |
|
Wariant A |
Wariant B |
7603,0 |
16238,0 |
Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że wariant A rozłożenia nakładów inwestycyjnych jest korzystniejszy od wariantu B, bo suma początkowych nakładów inwestycyjnych jest w tym wariancie mniejsza przeszło dwa razy.