ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХЕМЧИКСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ХЕМЧИК.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ
ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ СНЕЖНЫХ
МЕТЕЛЕЙ И ПЫЛЕВЫХ БУРЬ
СОКРАЩЁННЫЙ ПАСПОРТ ХЕМЧИКСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общие сведения 10
1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Данные по энергосистеме 11
2 Водно-энергетические расчеты и выбор установленной мощности 13
2.1 Регулирование стока воды 13
2.1.1 Исходные данные 13
2.1.2 Определение максимальных расчетных расходов 13
2.1.3 Кривые обеспеченности расходов 14
2.1.4 Выбор расчетного средневодного года 15
2.1.5 Выбор расчетного маловодного года 16
2.1.6 Определение типа регулирования 18
2.2 Определение установленной мощности на основе водноэнергетических расчетов 19
2.2.1 Расчет режима работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственного комплекса 19
2.2.2 Баланс энергии 20
2.2.3Водно-энергетические расчеты режима работы Хемчикской ГЭС в
маловодном году 20
2.2.4 Расчет установленной мощности проектируемой ГЭС 21
2.2.5 Баланс мощности 21
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы Хемчикской ГЭС в
средневодном году, определение среднемноголетней выработки 22
3 Основное и вспомогательное оборудование 24
3.1 Построение режимного поля 24
3.2 Выбор системы и количества гидроагрегатов 25
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины 30
3.4 Выбор типа серийного гидрогенератора 30
3.5.1 Расчет вала на прочность 31
3.5.2 Расчет подшипника 31
3.6 Выбор маслонапорной установки и электрогидравлического регулятора 33
3.7 Выбор геометрических размеров машинного зала 33
4 Электрическая часть 33
4.1 Исходные данные 33
4.2 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 34
4.3 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 34
4.3.1Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным блоком..
34
4.3.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с объединенным
блоком 36
4.3.3 Выбор общеагрегатных и общестанционных нужд станции 38
4.4 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 38
4.5 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике-экономического
расчёта
40
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 41
4.6.1 Расчёт исходных данных 41
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 43
4.7 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 44
4.8 Выбор и проверка оборудования 45
4.8.1 Выбор генераторных выключателей и разъединителей на напряжение
10,5 кВ 45
4.8.2 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 46
4.8.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения 46
4.8.4 Выбор вспомогательного электрооборудования 47
4.8.5 Выбор электроаппаратов на напряжение 220 кВ 47
5 Релейная защита и автоматика 48
5.1 Перечень защит основного оборудования 48
5.2 Параметры защищаемого оборудования 50
5.3 Расчёт номинальных токов 51
5.4 Описание защит и расчет их уставок 51
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 52
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un (Uo))54
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 57
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и
внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 57
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок(71) 61
5.4.6 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 63
5.4.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 66
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 67
5.6 Таблица уставок и матрица отключений защит 69
6 Состав и компоновка сооружений 71
6.1 Проектирование бетонной водосливной плотины 71
6.1.1 Определение класса гидротехнического сооружения 71
6.1.2Определение отметки гребня бетонной плотины 71
6.2Гидравлические расчёты 73
6.2.1 Определение ширины водосливного фронта 73
6.2.1 Определение отметки гребня водослива 75
6.2.1 Проверка на пропуск поверочного расхода 77
6.2.4 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 80
6.2.5 Расчет водобойного колодца 81
б.З Конструировные элементы плотины 83
6.3.1 Расчет водобойной плиты 83
6.3.2 Определение ширины подошвы плотины 84
6.3.3 Дренаж в теле бетонной плотины 84
6.3.4 Противофильтрационные устройства в основании 85
6.3.5 Разрезка бетонной водосливной плотины швами 86
6.3.6 Быки 87
6.3.7 Устои 87
6.3.8 Галереи в теле плотины 87
6.3.9 Рисберма 88
6.3.10 Фильтрационный расчет 88
6.3.11 Пропуск расходов через глубинные водосбросы 89
6.4 Статические расчёты плотины 90
6.4.1 Вес сооружения 90
6.4.2 Сила гидростатического давления воды 91
6.4.3 Сила взвешивающего и фильтрационного давления 92
6.4.4 Давление грунта 92
6.4.5 Волновое давление 94
6.5 Расчёт прочности плотины 94
6.6 Критерии прочности плотины 97
6.7 Расчёт устойчивости плотины 97
7Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации .. 98 7.1Оценка объёмов реализации электроэнергии 98
7.2 Текущие расходы по гидроузлу 99
7.3 Налоговые расходы 101
7.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 102
7.5 Анализ денежных потоков 103
7.6 Оценка инвестиционного проекта 104
7.6.1 Методология, исходные данные 105
7.6.2 Коммерческая эффективность 105
8 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Хемчикского гидроузла. Охрана труда и противопожарная безопасность 105
8.1 Общие сведения о районе строительства 106
8.2Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 106
8.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 108
8.4 Отходы, образующиеся при строительстве 108
8.5Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 109
8.6 Пожарная безопасность 110
8.7 Требования по охране труда и технике безопасности 111
Исследование потенциальной возможности извлечения электрической
энергии из снежных метелей и пылевых
9.1 Введение
9.2 Принцип работы
9.3 Концепты
9.3.1 Концепция «Windstalk»
9.3.2 Проект фасадной системы
9.4 Дальнейшее совершенствование 112
9.5 Применение 113
9.6 Заключение 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 116
ПРИЛОЖЕНИЕ А 119
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 121
ПРИЛОЖЕНИЕ В 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 131
Гидроэнергетика - основная отрасль для экономического развития страны, т.к. без генерации большого количества энергии осуществить энергоемкие предприятия (заводы, фабрики и т.д.) невозможно. Помимо энергоснабжения гидроэлектростанция решает ряд важных проблем: защита от наводнений в период половодья, орошение земель и др. У гидростанции есть свои преимущества: использование возобновляемой энергии, дешевая электроэнергия, отсутствие вредных выбросов в атмосферу, быстрая выдача мощности после включения станции, смягчение климата вблизи станции. Но есть и недостатки: затопление пахотных земель, сокращение популяций животных и птиц, затопление леса. Но если всё правильно спроектировать, принять меры по охране природы, то станция не будет приносить проблем.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, найти оптимальные проектные решения.
