СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ КОНКУДЕРСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий
функционирования ГЭС 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат 10
1.1.2 Гидрологические данные 10
1.1.3 Инженерно-геологические условия 12
1.1.4 Сейсмические условия 12
1.2 Энергоэкономическая характеристика района 13
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Исходные данные 14
2.2 Выбор установленной мощности на основе водноэнергетических
расчетов 14
2.2.1 Выбор расчётных гидрографов маловодного и средневодного
года при заданной обеспеченности стока 14
2.2.2 Перераспределение стока с полноводного периода на зимний
период 17
2.2.3 Расчёт режимов работы ГЭС без регулирования с учётом и без учета требований водохозяйственной системы для маловодного
года 17
2.2.4 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в
маловодном году 19
2.2.5 Определение рабочей, установленной мощности проектируемой
ГЭС 20
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в
средневодном году 22
2.2.7 Построение режимного поля 22
2.4 Баланс мощности и энергии 23
2.4.1 Баланс энергии Красноярской энергосистемы 23
2.4.2 Расчет резервов и баланса мощностей 23
3 Выбор основного энергетического оборудования 26
3.1 Выбор системы и количества гидроагрегатов 26
3.1.1 Определение отметки расположения рабочего колеса
гидротурбины 29
3.1.2 Гидромеханический расчет и построение плана спиральной
камеры 31
3.2 Выбор электротехнического оборудования 32
3.2.1 Выбор типа серийного гидрогенератора 32
3.2.2 Выбор маслонапорной установки 33
3.2.3 Выбор электрогидравлического регулятора 33
3.3 Определение геометрических параметров агрегатного блока и
машинного зала 34
3.3.1 Определение отметки водозаборного отверстия 34
3.3.2 Расчет вала на прочность 34
3.3.3 Выбор геометрических размеров машинного зала 35
4 Электрическая часть 36
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 36
4.2 Выбор типа блоков ГЭС 37
4.2.1 Выбор блочных трансформаторов ВН для схемы с простыми
блоками 37
4.2.2 Выбор блочных трансформаторов ВН для схемы с
укрупненными блоками 38
4.2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 39
4.3 Выбор главной схемы на основании технике -экономического расчёта ... 39
4.4 Выбор количества отходящих воздушных линий 40
4.5 Выбор схемы РУ ВН 41
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в РУ
ВН в программном комплексе «RASTR WIN 3» 42
4.7 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на генераторном
напряжении в программном комплексе «RastrKZ» 43
4.8 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 43
4.9 Выбор и проверка коммутационных аппаратов в РУ ВН 44
4.10 Выбор и проверка коммутационных аппаратов генераторного
напряжения 45
5 Релейная защита и автоматика 47
5.1 Перечень защит основного оборудования 47
5.2 Параметры защищаемого оборудования 48
5.3 Расчет номинальных параметров 49
5.4 Описание защит и расчет их уставок 50
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 50
5.4.2 Поперечная дифференциальная защита (IA>) 52
5.4.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un
(Uo)) 52
5.4.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 55
5.4.5 Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 55
5.4.6 Защита от симметричных перегрузок (/1) 59
5.4.7 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 61
5.4.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 64
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 65
6 Состав и компоновка сооружений 66
6.1 Исходные данные 66
6.2 Состав и компоновка сооружений гидроузла 66
6.3 Проектирование сооружений напорного фронта 66
6.3.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 67
6.3.2 Гидравлический расчёт бетонной водосливной плотины 69
6.4 Конструирование бетонной плотины 79
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 79
6.4.2 Разрезка бетонной плотины швами 80
6.4.3 Быки 80
6.4.4 Устои 81
6.4.5 Дренаж тела бетонных плотин 81
6.4.6 Галереи в теле плотины 81
6.5 Элементы подземного контура плотины 81
6.6 Фильтрационные расчёты 82
6.7 Определение основных нагрузок на плотину 83
6.7.1 Вес сооружения 83
6.7.2 Сила гидростатического давления воды 84
6.7.3 Равнодействующая взвешивающего давления 85
6.7.4 Сила фильтрационного давления 85
6.7.5 Давление наносов 85
6.7.6 Волновое воздействие 85
6.7.7 Расчёт прочности плотины 86
6.7.8 Расчёт устойчивости плотины 89
7 Пожарная безопасность, охрана труда 91
7.1 Требования по охране труда и технике безопасности 91
7.2 Пожарная безопасность 93
7.3 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния
Конкудерского ГУ 95
7.3.1 Воздействия на природную среду в строительный период 95
7.3.2 Отходы, образующиеся при строительстве 96
7.3.3 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 97
7.3.4 Мероприятия по подготовке зоны водохранилища, влияющие на
состояние водных ресурсов 98
7.3.5 Водоохранная зона 98
8 Объемы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации ... 101
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 101
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 101
8.3 Налоговые расходы 105
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 105
8.5 Оценка инвестиционного проекта 106
9 Эксплуатация сороудерживающих решеток в зимнем режиме 108
9.1 Технические требования 108
9.2 Эксплуатация в зимний период 109
9.3 План мероприятия для подготовки гидроузла к морозному периоду 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 116
ПРИЛОЖЕНИЕ А_ Анализ исходных данных 119
ПРИЛОЖЕНИЕ Б_Водно-энергетические расчеты 122
ПРИЛОЖЕНИЕ В_Основное и вспомогательное оборудование 125
ПРИЛОЖЕНИЕ Г_Таблица уставок и матрица отключений защит 128
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНКУДЕРСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ КОНКУДЕРА. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СОРОУДЕРЖИВАЮЩИХ РЕШЁТОК В ЗИМНЕМ РЕЖИМЕ.
|
СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ КОНКУДЕРСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий
функционирования ГЭС 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат 10
1.1.2 Гидрологические данные 10
1.1.3 Инженерно-геологические условия 12
1.1.4 Сейсмические условия 12
1.2 Энергоэкономическая характеристика района 13
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Исходные данные 14
2.2 Выбор установленной мощности на основе водноэнергетических
расчетов 14
2.2.1 Выбор расчётных гидрографов маловодного и средневодного
года при заданной обеспеченности стока 14
2.2.2 Перераспределение стока с полноводного периода на зимний
период 17
2.2.3 Расчёт режимов работы ГЭС без регулирования с учётом и без учета требований водохозяйственной системы для маловодного
года 17
2.2.4 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в
маловодном году 19
2.2.5 Определение рабочей, установленной мощности проектируемой
ГЭС 20
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в
средневодном году 22
2.2.7 Построение режимного поля 22
2.4 Баланс мощности и энергии 23
2.4.1 Баланс энергии Красноярской энергосистемы 23
2.4.2 Расчет резервов и баланса мощностей 23
3 Выбор основного энергетического оборудования 26
3.1 Выбор системы и количества гидроагрегатов 26
3.1.1 Определение отметки расположения рабочего колеса
гидротурбины 29
3.1.2 Гидромеханический расчет и построение плана спиральной
камеры 31
3.2 Выбор электротехнического оборудования 32
3.2.1 Выбор типа серийного гидрогенератора 32
3.2.2 Выбор маслонапорной установки 33
3.2.3 Выбор электрогидравлического регулятора 33
3.3 Определение геометрических параметров агрегатного блока и
машинного зала 34
3.3.1 Определение отметки водозаборного отверстия 34
3.3.2 Расчет вала на прочность 34
3.3.3 Выбор геометрических размеров машинного зала 35
4 Электрическая часть 36
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 36
4.2 Выбор типа блоков ГЭС 37
4.2.1 Выбор блочных трансформаторов ВН для схемы с простыми
блоками 37
4.2.2 Выбор блочных трансформаторов ВН для схемы с
укрупненными блоками 38
4.2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 39
4.3 Выбор главной схемы на основании технике -экономического расчёта ... 39
4.4 Выбор количества отходящих воздушных линий 40
4.5 Выбор схемы РУ ВН 41
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в РУ
ВН в программном комплексе «RASTR WIN 3» 42
4.7 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на генераторном
напряжении в программном комплексе «RastrKZ» 43
4.8 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 43
4.9 Выбор и проверка коммутационных аппаратов в РУ ВН 44
4.10 Выбор и проверка коммутационных аппаратов генераторного
напряжения 45
5 Релейная защита и автоматика 47
5.1 Перечень защит основного оборудования 47
5.2 Параметры защищаемого оборудования 48
5.3 Расчет номинальных параметров 49
5.4 Описание защит и расчет их уставок 50
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 50
5.4.2 Поперечная дифференциальная защита (IA>) 52
5.4.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un
(Uo)) 52
5.4.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 55
5.4.5 Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 55
5.4.6 Защита от симметричных перегрузок (/1) 59
5.4.7 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 61
5.4.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 64
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 65
6 Состав и компоновка сооружений 66
6.1 Исходные данные 66
6.2 Состав и компоновка сооружений гидроузла 66
6.3 Проектирование сооружений напорного фронта 66
6.3.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 67
6.3.2 Гидравлический расчёт бетонной водосливной плотины 69
6.4 Конструирование бетонной плотины 79
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 79
6.4.2 Разрезка бетонной плотины швами 80
6.4.3 Быки 80
6.4.4 Устои 81
6.4.5 Дренаж тела бетонных плотин 81
6.4.6 Галереи в теле плотины 81
6.5 Элементы подземного контура плотины 81
6.6 Фильтрационные расчёты 82
6.7 Определение основных нагрузок на плотину 83
6.7.1 Вес сооружения 83
6.7.2 Сила гидростатического давления воды 84
6.7.3 Равнодействующая взвешивающего давления 85
6.7.4 Сила фильтрационного давления 85
6.7.5 Давление наносов 85
6.7.6 Волновое воздействие 85
6.7.7 Расчёт прочности плотины 86
6.7.8 Расчёт устойчивости плотины 89
7 Пожарная безопасность, охрана труда 91
7.1 Требования по охране труда и технике безопасности 91
7.2 Пожарная безопасность 93
7.3 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния
Конкудерского ГУ 95
7.3.1 Воздействия на природную среду в строительный период 95
7.3.2 Отходы, образующиеся при строительстве 96
7.3.3 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 97
7.3.4 Мероприятия по подготовке зоны водохранилища, влияющие на
состояние водных ресурсов 98
7.3.5 Водоохранная зона 98
8 Объемы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации ... 101
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 101
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 101
8.3 Налоговые расходы 105
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 105
8.5 Оценка инвестиционного проекта 106
9 Эксплуатация сороудерживающих решеток в зимнем режиме 108
9.1 Технические требования 108
9.2 Эксплуатация в зимний период 109
9.3 План мероприятия для подготовки гидроузла к морозному периоду 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 116
ПРИЛОЖЕНИЕ А_ Анализ исходных данных 119
ПРИЛОЖЕНИЕ Б_Водно-энергетические расчеты 122
ПРИЛОЖЕНИЕ В_Основное и вспомогательное оборудование 125
ПРИЛОЖЕНИЕ Г_Таблица уставок и матрица отключений защит 128
Энергетика имеет огромное значение, как для обычного потребителя, так и для всей промышленности. Ввиду более высоких значении коэффициента полезного действия гидротурбин, достигающего 95 %, гидростанции признаны одним из самых эффективных источников энергии. Покрывая наиболее неравномерную часть графиков нагрузки, а также поддерживая частоту тока, они занимают особо важное место в современных энергетических системах.
Вода как возобновляемый природный ресурс не требует производственных затрат. А значит, себестоимость производства электроэнергии на гидростанциях значительно ниже, что делает гидроэнергию более конкурентоспособной в условиях рынка.
В будущем доля гидроэнергетики в энергетическом балансе со временем будет только возрастать. А уровень развития энергетики в свою очередь отражает достигнутый технико-экономический потенциал страны. Поэтому, на мой взгляд, гидроэнергетика является самым конкурентным и, не смотря на свою уже многовековую историю, перспективным лидером в развитии электроэнергетики на ближайшие десятилетия
Все эти преимущества подталкивают к строительству новых гидроэлектростанций.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также путем инженерной мысли и творческого подхода к решению конкретных задач, найти оптимальные проектные решения.
Вода как возобновляемый природный ресурс не требует производственных затрат. А значит, себестоимость производства электроэнергии на гидростанциях значительно ниже, что делает гидроэнергию более конкурентоспособной в условиях рынка.
В будущем доля гидроэнергетики в энергетическом балансе со временем будет только возрастать. А уровень развития энергетики в свою очередь отражает достигнутый технико-экономический потенциал страны. Поэтому, на мой взгляд, гидроэнергетика является самым конкурентным и, не смотря на свою уже многовековую историю, перспективным лидером в развитии электроэнергетики на ближайшие десятилетия
Все эти преимущества подталкивают к строительству новых гидроэлектростанций.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также путем инженерной мысли и творческого подхода к решению конкретных задач, найти оптимальные проектные решения.
