8. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор наиболее экономичного
По каждому варианту определяются приведенные годовые затраты
Эпрi = Сi + Ен×Кi,(76)
где Сi - годовые эксплуатационные расходы по варианту;
Кi - капитальные вложения по варианту;
Ен - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, принимаемый для устройств электроснабжения равным 0,12.
При расчете капиталовложений и эксплуатационных расходов учитываются только составляющие, меняющиеся по вариантам.
Следует иметь в виду то, что цены на объекты капитальных затрат с годами меняются, поэтому при пользовании справочными данными необходимо привести цены к году, в котором проводится расчет. Индексы цен по отношению к базисному 1998 году приведены в табл. 5.
Таблица 5. Индексы к стоимостным показательным объектов электроснабжения
|
Базисный год |
Индексы к ценам года |
|||||||||
|
1984 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
2000 |
|
|
2000 |
24,0 |
15,0 |
1,6 |
0,030 |
0,004 |
0,0032 |
0,0026 |
0,0022 |
2,0 |
1,0 |
К = Ктп + Ккс + Квл + Квсп + Кпп + Кж,(77)
где Ктп - стоимость всех тяговых подстанций, принимается по /2, табл. 1.5/;
Ккс – стоимость контактной сети, принимается по /2, табл. 1.5/;
Квл - стоимость присоединений тяговых подстанций к высоковольтным линиям электропередачи, длина таких присоединений принимается равной 1,0 км, а стоимость одного километра по /2, табл. 1.5/;
Квсп - стоимость вспомогательных устройств /2, табл. 1.6/;
Кпп - стоимость подъездных путей ко всем тяговым подстанциям, длину подъездных путей к каждой подстанции можно принять равной 1,0 км, а стоимость в ценах 1984 г. - 100 тыс. руб. за 1 км;
Кж - стоимость жилья, при каждой тяговой подстанции должно быть предусмотрено строительство жилья, стоимость которого в ценах 1984 г. следует принять равной 416 тыс. руб. на одну подстанцию.
вариант 1:
Ктп = (690×2 + 600×2 + 510×2)×24 = 86400 тыс. руб.;
Ккс = 2×32×5×14,0×24 = 107520 тыс. руб.;
Квл = 12,0×4×24 = 1152 тыс. руб.;
Квсп = 16,0×5×24 = 1920 тыс. руб.;
Кпп= 100×6×24 = 14400 тыс. руб.;
Кж= 416×6×24 = 59904 тыс. руб.;
К = 86,4 + 107,52 + 1,152 + 1,92 + 14,4 + 59,904 = 271,2960 млн. руб.
вариант 2:
Ккс = 2×35×5×15,0×24 = 126000 тыс. руб.;
К = 86,4 + 126 + 1,152 + 1,92 + 14,4 + 59,904 = 289,7760 млн. руб.
8.2 Эксплуатационные расходы
С = Стп + å(ai×Кi) + DWтп×Ц + DWтс×Ц,(78)
где Стп - суммарные расходы на эксплуатацию тяговых подстанций, принимаемые равными по данным 1998 г. 210 тыс. руб. на одну подстанцию;
å(ai×Кi) - сумма амортизационных отчислений, приведенных в /2, табл. 1.5/, для подъездных путей принять aпп = 5,5%;
DWтп - потери энергии на тяговых подстанциях, равные потерям энергии на одной подстанции, умноженные на число подстанций;
DWтс - потери энергии в тяговой сети;
Ц - стоимость 1 кВт×ч электрической энергии.
Потери энергии в тяговой сети определяются через потери мощности на одной межподстанционной зоне DРтс, число таких зон nзон и время работы контактной сети, т.е. DWтс=DРтс×nзон ×8760.
вариант 1:
Стп = 210×6 = 1260 тыс. руб.;
å(ai×Кi) = 0,046 107520+ 0,028×1152 + 0,055×1920 + 0,055×14400 + 0,02×59904 = 7073,82 тыс. руб.;
DWтп×Ц = (974880 + 636480 + 75816)×0,00029 = 489,3 тыс. руб.;
DWтс = 734,4×5×8760 = 32166720 тыс. руб.;
DWтс×Ц = 32166720×0,00029 = 9328,3 тыс. руб.;
С = 1260 + 7073,82 + 489,3 + 9328,3 = 18151,42 тыс. руб.;
Эпр = 18,151 + 0,12×271,296 = 50,7069 млн. руб.
вариант 2:
å(ai×Кi) = 0,046 126000+ 0,028×1152 + 0,055×1920 + 0,055×14400 + 0,02×59904 = 7923,9 тыс. руб.;
DWтп×Ц = (1376640 + 900000 + 79920)×0,00029 = 683,4 тыс. руб.;
DWтс = 932,7×5×8760 = 40852260 тыс. руб.;
DWтс×Ц = 40852260×0,00029 = 11847,2 тыс. руб.;
С = 1260 + 7923,9 + 683,4 + 11847,2 = 21714,5 тыс. руб.;
Эпр = 21,714 + 0,12×289,776 = 56,4876 млн. руб.
Результаты по двум вариантам приведены в табл. 6.
Таблица 6. Технико-экономическое сравнение вариантов
|
Показатель |
вариант 1 =32 км; М-95 + 2МФ-100 |
вариант 2 =35 км; М-95 + 2МФ-100 + А-185 |
|
Размер капиталовложений, млн. руб. |
271,2960 |
289,7760 |
|
Эксплуатационные расходы, млн. руб. |
18,1514 |
21,7145 |
|
Приведенные годовые затраты, млн. руб. |
50,7069 |
56,4876 |
Вариант с меньшими приведенными затратами – вариант 1 считается экономичным.
9. Схема внешнего электроснабжения
Для наиболее экономичного варианта в соответствии с Правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ и /6/ разрабатывается принципиальная схема присоединения тяговых подстанций к линиям внешнего электроснабжения.
Заключение
В данном курсовом проекте произведен расчет системы электроснабжения участка железной дороги электрифицированном на постоянном токе.
Расчет выполнен для двух вариантов расположения тяговых подстанций, после технико-экономического сравнения вариантов произведен выбор наиболее экономичного:
– длина участка Lуч = 160 км;
– расстояние между подстанциями = 32 км;
– марка и площадь сечения проводов: М-95 + 2МФ-100;
– тип рельса Р65.
Расчет для данного варианта производился по методу сечения графика движения поездов. Определены следующие показатели:
– удельное сопротивление тяговой сети r0 = 0,08884 Ом/км;
– количество перевозимых грузов в сутки Р5с = 166207 т/сут.;
– количество пар поездов в сутки на пятый год эксплуатации N5с = 58;
– время хода поезда по межподстанционной зоне tп = 32 мин.;
– максимальное число поездов на зоне nм = 4;
– вероятности появления одновременно 0, 1, 2, …, nм поездов:
р0 = 0; р1 = 0,01389; р2 = 0,26389; р3 = 0,50000; р4 = 0,22222;
– средний ток поезда Iп.ср. = 840 А;
– среднеквадратичный ток поезда Iп.э. = 908 А;
– среднеквадратичный ток наиболее загруженного фидера Iф.э. = 1617 А;
– максимальный ток фидера Iф.м. = 1945 А;
– средний ток подстанции Б IБ,ср. = 2244 А;
– среднеквадратичный ток подстанции Б IБ,э. = 2402 А;
– средняя потеря напряжения до поезда DUп.ср. = 353 В;
– средняя потеря мощности в тяговой сети DPтс = 734,4 кВт.
Выбрано оборудование тяговых подстанций:
– выпрямительный агрегат типа ТПЕД-3150–3,3кУ1;
– преобразовательный трансформатор типа ТРДП-12500/10ЖУ1;
– понизительный трансформатор типа ТДТН-16000/110–66.
Согласно Правилам устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ бесперебойность питания нагрузок тяги (кроме слабозагруженных линий) обеспечивается установкой на подстанциях:
– двух понижающих трансформаторов;
– двух преобразовательных трансформаторов;
– двух выпрямительных агрегатов.
Произведен расчет токов короткого замыкания для наиболее удаленных точек тяговой сети в выбор уставок токовых защит:
– уставка быстродействующего выключателя фидера Iу = 2000 А и рекомендовано применение еще одного вида дополнительной защиты, например, потенциальной;
– уставка быстродействующего выключателя поста секционирования
Iу = 1500 А.
Для выбранного оборудования выполнен расчет потерь энергии на тяговых подстанциях за время работы 7200 часов в год:
– в понизительных трансформаторах DWпт = 974880 кВт;
– в преобразовательных трансформаторах DWвт = 636480 кВт;
– в выпрямителях DWв = 75816 кВт.
Выбранное оборудование успешно прошло проверку по граничным условиям.
По результатам технико-экономических расчетов:
– размер капиталовложений К = 271,2960 млн. руб.;
– эксплуатационные расходы С = 18,1514 млн. руб.;
– приведенные годовые затраты составили Эпр = 50,7069 млн. руб.
Список использованных источников
1. Электроснабжение электрических железных дорог/ Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электроснабжение железных дорог», разраб. В.М. Варенцовым и Э.П. Селедцовым, С-Пб, 1999. – 42 с.
2. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.1/ Под ред. К.Г. Марквардта - М.: Транспорт, 1980. - 392 с.
3. Бесков Б.А. и др. Проектирование систем электроснабжения железных дорог. - М.: Трансжелдориздат, 1963. – 472 с.
4. Бурков А.Т. и др. Методы расчета систем тягового электроснабжения железных дорог. Учебное пособие. - Л.:ЛИИЖТ, 1985. - 73 с.
5. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М.: Транспорт, 1982. – 528 с.
6. Давыдова И.К. и др. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. - М.: Транспорт, 1978. - 416 с.
7. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.2/ Под ред. К.Г. Марквардта - М.: Транспорт, 1981. - 392 с.
8. Оформление текстовых документов: Методические указания/ Сост. В.А. Балотин, В.В. Ефимов, В.П. Игнатьева, Н.В. Фролова. - СПб.: ПГУПС, 1998. - 46 с.
