Диплом (Проектирование электрической станции)

96

Для защиты от потери возбуждения используется второе реле сопротивления комплекта КСР-2 (на первом выполняется дистанционная защита от симметричных КЗ). Оно включается на разность токов Iв Ic и напряжение

Uвс .

Для предотвращения излишних срабатываний при внешних несимметричных КЗ в ее выходной цепи предусматривается блокировка от сигнального органа ступенчатой токовой защиты обратной последовательности.

6.18. Дополнительная резервная токовая защита на стороне ВН

Устанавливается на блоках с выключателем в цепи генератора. Защита предназначена для резервирования основных защит трансформатора блока при отключенном выключателе генератора.

Данная защита автоматически вводится в действие при исчезновении тока в цепи генератора. Для этого используют трехфазные токовые реле, устанавливаемые для защиты от повышения напряжения, и размыкающий контакт размножающего промежуточного реле.

Защита выполняется на двух реле РТ-40 и реле времени и включается на трансформаторы тока, встроенные в силовой трансформатор. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяют в треугольник для предотвращения излишних срабатываний защиты от токов нулевой последовательности при внешних КЗ на землю.

Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от номинального тока защищаемого трансформатора:

Iсз kн I ном ,

kв

где kн 1,2 – коэффициент надежности; kв 0,85 – коэффициент возврата реле РТ-40.

Ток срабатывания реле равен

Iср kсх I сз ,

kI

97

где kсх 3 – коэффициент схемы; kI – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Выдержка времени защиты должна быть на ступень селективности выше уставки по времени резервной защиты на стороне ВН рабочего трансформатора собственных нужд.

6.19. Релейная защита собственных нужд электростанций

В кабельной сети 6 кВ собственных нужд (СН) наиболее частым видом повреждения являются однофазные замыкания на землю. Учитывая, что они обычно сопровождаются значительными внутренними перенапряжениями, способствующими развитию повреждения, замыкания на землю в любой точке сети необходимо по возможности быстро отключать.

Для предотвращения нарушений технологического режима работы энергоблоков и исключения возгораний кабелей 6 кВ при КЗ на любом участке сети СН должно обеспечиваться надежное резервирование основных защит и отказов выключателей. Выдержка времени резервной защиты (защиты вводов на секции 6 кВ) не должна превышать 0,3 – 0,5 с.

При выдержке времени 0,5 с существенно повышается вероятность излишних срабатываний резервной токовой защиты с комбинировнным пуском напряжения при междуфазных КЗ на стороне ВН ТСН и энергоблока. В то же время пуск напряжения существенно ограничивает зону действия защиты при трехфазных КЗ и протяженность резервиреумых кабелей. В связи с указанным вместо токовой защиты с пуском напряжения в системе СН 6 кВ применяется дистанционная защита.

Она устанавливается на стороне ВН рабочего и резервного ТСН, на стороне НН в цепи каждой расщепленной обмотки ТСН (на рабочем ТСН она является защитой рабочего ввода к секции 6 КВ СН, а на резервном ТСН – защитой ввода к магистрали резервного питания) и на вводе резервного питания секции 6 кВ от магистрали резервного питания.

Так как дистанционная защита на вводах рабочих секций 6 кВ может не полностью охватывать протяжные кабели присоединений, питающих удаленные нагрузки, для резервирования их защиты дополнительно устанавливается общее устройство резервирования. Оно включается на ток рабочего или резервного ввода и действует на его отключение с контролем тока в указанных протяженных кабелях или с контролем фазного угла в общей цепи.

При КЗ за ТСН это устройство нечувствительно.

98

Ликвидация такого КЗ резервируется только при отказе выключателя – с помощью УРОВ, пускающегося от защит ТСН 6/-,4 кВ и действующего на отключение вводов рабочей секции 6 КВ с контролем тока в этом ТСН.

При действии дистанционной защиты рабочего ввода секции СН запрещается автоматическое включение резервного ввода.

Дистанционная защита на стороне ВН:

Назначение – резервирование дифференциальной защиты ТСН.

Для защиты используется блок-реле БРЭ2801. На стороне ВН ТСН с расщепленными обмотками устанавливается по два комплекта дистанционной защиты. На каждый из них подается ток со стороны ВН и напряжение от ТН на выводах одной из расщепленных обмоток НН.

Газовая защита.

Защита от перегрузок на каждом ответвлении, действует на сигнал.

99

7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНВЕСТИЦИЙ В ПРОЕКТ С АНАЛИЗОМ

7.1. Расчет технико-экономических показателей КЭС

Оценка эффективности проведена по системе следующих взаимосвязанных показателей:

1)показатель доходности (рентабельность);

2)срок окупаемости;

3)дисконтированные затраты;

4)чистый дисконтированный доход (ЧДД);

5)внутренняя норма дохода.

Число часов использования установленной мощности определено по

формуле:

h	Wгод	,	(7.1)
у	Ру

где Wг - годовая выработка электроэнергии, определенная из графика нагрузки генераторов (рис. 2.2), МВт·ч; Ру - установленная мощность станции, МВт.

Годовая выработка электроэнергии:

				nбл
Wг	Pзi tзi Nз Pлi tлi Nл
	i	i

8 [165 200 6 350 18 200 350 6 500 18 ] 27660000 МВт ч/год.

Установленная мощность КЭС:

Nу Nбл nбл 500 8 4000МВт ,

где Nбл – мощность одного блока.

Тогда по формуле (7.1):

27660000

hу 4000 6915 ч.

100

Годовой отпуск электроэнергии равен:

Wг.отп Wг 1			сб.н ,	(7.2)
		100

где сб.н - расход на собственные нужды, равный 3,2 % (принят из расчета тепловой части проекта).

В соответствии с (7.2):

W	27660000	1	3, 2		26774880 МВт ч /год.
г.отп			100

Годовой расход топлива на КЭС на один агрегат рассчитано по топливным характеристикам турбоагрегата К-500-240 из/11/:

					Wгод
	B	0,97 14,8	h	0, 292		.
	т.бл		p
					nбл

Число часов работы агрегата в году принято равным 7800 ч.

В соответствии с (4.3):

B	0,97 14,8 7800 0,292	27 660000		1 113 977 тут/год.
т.бл		8

Годовой расход условного топлива для выработки электроэнергии на электростанции:

Bгод nбл Вт.бл 8 1 113 977 8911816,8т.у.т./год .

Удельный расход топлива на выработку электрической энергии:

ввыр		Вгод		8 911816, 8	322,191	г.у.т. / кВт ч.
ээ	Wгод		27 660 000

Удельный расход топлива на отпущенную электрическую энергию:

вотп		Вгод		8 911816, 8	332,842	г.у.т. / кВт ч.
ээ	Wг.отп		26 774880

101

Капиталовложения на сооружение КЭС составляют:

К' К1 К2 nбл 1 k тk пер ,

где К1 , К2 – капитальные вложения соответственно в первый и последующий агрегаты, определенные по нормативам на уровне стоимости 1991 г; k т –

коэффициент, учитывающий вид топлива, для газа равен 1; k пер – коэффициент пересчета с учетом дефляции (удорожания), принят равным 66,04 (на третий квартал 2012 года согласно «Индексы изменения сметной стоимости прочих работ и затрат на III квартал 2012 года»).

К ' 139, 66 (8 - 1) 82, 2 1 66, 04 47 222,562 млн.руб.

С учетом строительно-монтажных работ и района сооружения капиталовложения в КЭС равны:

К 0,57 К' kрайон 0, 43 К' ,

где kрайон– коэффициент, учитывающий район сооружения, для центральной России равен 0,98; 0,57 и 0,43 – доли капиталовложений в строительномонтажные работы и оборудование соответственно.

Тогда капиталовложения в строительство КЭС составят:

К= 0,57 47 222, 562 0,98+0,43 47 222,562 = 46684,225 млн.руб.

Удельные капиталовложения в строительство КЭС, руб/кВт, найдены из выражения

			К		46684, 225	11, 671 тыс.руб/кВт.
	k
			Nуст	4000

Издержки на топливо на КЭС/10/:

		Bгод					п
Ит			Цтопл	1					,	(7.3)
		kэкв
						100

где Цтопл ‒ цена газа принята равной 2659 руб/тнт (по данным Федеральной службы по тарифам РФ); αп - коэффициент потерь топлива при транспортировке,

для газа равен 0; kэкв - калорийный эквивалент, принят равным 0,85.

По формуле (7.3):

102

		8911816,8			0
Ит			2659 1					19913,043млн.руб./год.
		1,19			100

Годовые издержки на амортизацию определены как доля от капиталовложений в КЭС. Средняя норма амортизации для КЭС принята равной

ам = 3,5 %, тогда

И			αам	К	,
	ам
		100

Иам = 0,035∙46 684,225 = 1 633,948 млн.руб/год.

Издержки на ремонт составляют /10/:

Ирем рем К ,

(7.4)

где коэффициент, учитывающий долю затрат на ремонты в долях от капитальных вложений, равен

	ремон	1, 2 10 2 3,5 0, 007 0, 049
(3,5% - норма амортизационных отчислений на капитальный ремонт в
соответствии с /11/).
По формуле (7.4):
Ирем = 0,049·46 684,225 = 2 287,527 млн.руб/год.
Издержки на оплату труда/10/:
		_
		Иот n Nу Ф 12 1,34 ,	(7.5)

_

где n - удельная численность персонала КЭС, чел./МВт, по /11/для четырёх блоков по 500 МВт, работающих на газе, равна 0,5 чел./МВт; Ф - фонд заработной платы, принят равным 40 тыс.руб./(чел.мес); 1,34 - отчисления в социальные фонды.

По формуле (7.5):

Иот = 0,5·4000·40000·12·1,34 = 1 286,4 млн.руб/год.

Прочие издержки:

Ипроч 0,25 (Иам Ирем Иот ) ;

103

Ипроч = 0,25·(1633,948 + 2287,527 + 1286,4) = 1 301,969 млн.руб/год.

Себестоимость выработанной электроэнергии определена как отношение годовых эксплуатационных издержек к годовой выработке электроэнергии:

			S выр		Ит Иам Ирем Иот Ипроч	;
			ээ		Wг
			(19913,043 1633,948+2287,527+1286,4 1301,969)				95,53 коп/кВт·ч.
	S	ээвыр
				27 660000

Себестоимость отпущенной электроэнергии определена с учетом расхода на собственные нужды:

			S отп		Ит Иам Ирем Иот Ипроч	;
			ээ		Wг.отп
		отп	(19913,043 1633,948+2287,527+1286,4 1301,969)				98,69 коп/кВт ч.
	S
	ээ			26774880

104

Простым критериями эффективности инвестиций являются показатель доходности (рентабельность) и срок окупаемости.

Объем реализации электроэнергии определен по формуле:

Ор Цээ Wг.отп ,

где Цээ цена электроэнергии составляет 149 коп/кВт·ч.

Общая прибыль определена по формуле:

По Ор И ,

где И - суммарные годовые издержки.

Налог составляет:

Н 0,2 По .

Чистая прибыль определена по формуле:

Пч По Н .

Простая норма прибыли составляет:

R Пч 100% .

Косв

Далее рассчитана сумма чистой прибыли и издержек на амортизацию.

Срок окупаемости определен как момент когда данная сумма превысит капиталовложения для строительства КЭС с учетом района строительства.

Месяц окупаемости получен интерполяцией.

Результаты расчетов сведены в табл. 7.1 и 7.2.

Срок окупаемости КЭС составляет 6 лет и 9 месяцев.

105

							Таблица 7.1
Результаты расчета капиталовложений, издержек и себестоимости электроэнергии на электростанции
				годы
Показатели									Всего
	1	2	3	4	5	6		7
Ki ,%	10	20	40	20	10	-		-	100
Ki, млн.руб.	4668	9337	18674	9337	4668	-		-	46684,225
Kакц, млн.руб.	4668	9337	18674	3112	1556	-		-	37347,38
Kзаем, млн.руб.	-	-	-	-	4668	-		-	4668,4225
Эi, %	-	-	-	70	80	100		100	-
Погашение кредита, млн.руб	-	-	-	-	1556,14	1556,14		1556,14	4668,4225
Годовые % по кредиту, млн.руб	-	-	-	-	560,21	373,47		186,74	1120,4214
Ит, млн.руб.	-	-	-	13939,13	15930,43	19913,04		19913,04	-
Иам, млн.руб.	-	-	-	1143,76	1307,16	1633,95		1633,95	-
Ирем, млн.руб.	-	-	-	1601,27	1830,02	2287,53		2287,53	-
Иот, млн.руб.	-	-	-	900,48	1029,12	1286,40		1286,40	-
Ипроч, млн.руб.	-	-	-	911,38	1041,58	1301,97		1301,97	-
ИКЭС, млн.руб.	-	-	-	18496,02	21138,31	26422,89		26422,89	-
Sвыр, коп/кВтч	-	-	-	66,87	76,42	95,53		95,53	-
Sотп, коп/кВтч	-	-	-	69,08	78,95	98,69		98,69	-