Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЮДОМСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ЮДОМА. СОВРЕМЕННЫЕ СОПТ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ СОПТ

Работа №152674

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электроэнергетика

Объем работы154
Год сдачи2020
Стоимость4245 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
39
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ ЮДОМСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общие сведения 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат в районе проектируемой ГЭС 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Сейсмологические данные района 12
1.4 Энергоэкономические данные района 12
1.5 Аналог проектируемого гидроузла 13
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Регулирование стока воды 14
2.1.1 Исходные данные 14
2.1.2 Определение максимальных расчетных расходов 14
2.1.3 Кривые обеспеченности расходов 16
2.1.4 Выбор расчётного средневодного года 16
2.1.5 Выбор расчетного маловодного года 17
2.1.6 Определение типа регулирования 19
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 21
2.2.3 Водно-энергетический расчет (ВЭР) режима работы ГЭС по условию
маловодного года 22
2.2.4 Определение рабочей мощности, проектируемой ГЭС в январе и
определение рабочих мощностей в других месяцах года 23
2.2.5 Водно-энергетический расчёт режима работы ГЭС в средневодном году,
определение среднемноголетней выработки 24
2.2.6 Расчет резервов и определение установленной мощности, проектируемой
ГЭС, расчет баланса мощностей 25
3 Основное и вспомогательное оборудование 27
3.1 Построение режимного поля 27
3.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 28
3.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины для
обеспечения ее бескавитационной работы 32
3.4 Расчет и построение спиральной камеры 34
3.5 Расчет на прочность вала гидроагрегата и подшипника гидротурбины 37
3.6 Выбор МНУ и электрогидравлического регулятора 38
3.6.1 Выбор типа и габаритных размеров МНУ 38
3.6.2 Выбор электрогидравлического регулятора 39
4 Электрическая часть 40
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 40
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 41
4.2.1 Выбор синхронных гидрогенераторов 41
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным блоком . 41
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным блоком
(объединенный блок) 42
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 43
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 44
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико -экономического расчёта45
4.5 Выбор главной схемы РУ высшего напряжения 46
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 47
4.6.1 Расчет исходных данных 47
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе RastrWin 48
4.7 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 50
4.8 Выбор и проверка электротехнического оборудования 51
4.9 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении 10,5
кВ 52
4.10 Выбор параметров КРУЭ 53
4.11 Выбор вспомогательного оборудования 53
5 Релейная защита и автоматика 54
5.1 Перечень защит основного оборудования 54
5.2 Продольная дифференциальная защита генератора 55
5.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN (U0)) 57
5.4 Защита от повышения напряжения (U1 >), (U2 >) 60
5.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и
внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 61
5.6 Защита от симметричных перегрузок (/1) 64
5.7 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 66
5.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 69
5.9 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 70
5.10 Таблица уставок и матрица отключений защит 70
6 Компоновка гидроузла, выбор типа и расчет основных сооружений 73
6.1 Проектирование водосливной плотины 73
6.1.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины 73
6.2 Гидравлический расчет плотины и НБ 76
6.2.1 Определение ширины водосливного фронта 76
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 77
6.2.3 Проверка на пропуск поверочного расхода 79
6.2.4 Пропуск расходов через донный водосброс 80
6.2.5 Построение профиля водосливной грани 81
6.2.6 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 82
6.2.7 Расчет носка-трамплина и отлета дальности струи 83
6.3 Конструирование плотины 85
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 85
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 86
6.3.3 Быки 86
6.3.4 Устои 87
6.3.5 Элементы подземного контура плотины 87
6.3.6 Дренажные устройства в основании 88
6.3.7 Дренаж тела бетонной плотины 88
6.3.8 Галереи в теле плотины 88
6.4 Определение основных нагрузок на плотину 89
6.4.1 Вес сооружения 89
6.4.2 Сила гидростатического давления воды 90
6.4.3 Равнодействующая взвешивающего давления 90
6.4.4 Сила фильтрационного давления 90
6.4.5 Давление грунта 91
6.4.6 Волновое давление 92
6.5 Расчет прочности плотины 93
6.5.1 Определение напряжений 93
6.5.2 Критерии прочности плотины 95
6.5.3 Расчет устойчивости плотины 96
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды 98
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 98
7.2 Охрана труда 98
7.3 Пожарная безопасность 100
7.4 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Юдомского
гидроузла 102
7.4.1 Общие сведения о районе в зоне строительства Юдомского гидроузла .. 102
7.4.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 103
7.4.3 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в зоне влияния
ГЭС 104
7.4.4 Охрана атмосферного воздуха 105
7.4.5 Отходы, образующиеся при строительстве 106
7.4.6 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 107
7.4.7 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 108
8 Технико-экономические показатели 110
8.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 110
8.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 110
8.3 Налоговые расходы 113
8.4 Оценка суммы прибыли 113
8.5 Оценка инвестиционного проекта 115
8.6 Методология и исходные данные оценка инвестиционного проекта 115
8.7 Коммерческая эффективность проекта 115
8.8 Бюджетная эффективность 116
8.9 Анализ чувствительности инвестиционных проектов 116
9 Современные СОПТ и методы контроля изоляции СОПТ 119
9.1 Общие сведения о системе оперативного постоянного тока 119
9.2 Требования, предъявляемые к системе оперативного постоянного тока ... 119
9.3 Состав оборудования систем оперативного постоянного тока 120
9.3.1 Аккумуляторные батареи 121
9.3.2 Зарядно-подзарядные устройства 123
9.3.3 Щиты постоянного тока 124
9.3.4 Шкафы распределения оперативного тока 125
9.3.5 Силовые и контрольные кабели 125
9.3.6 Система мониторинга 125
9.4 Устройства контроля изоляции 126
9.4.1 Схема контроля изоляции Т-образный мост 127
9.4.2 Метод трех отсчетов вольтметра 128
9.5 Современные устройства контроля изоляции 130
9.5.1 Комплекс мониторинга системы оперативного постоянного тока КМСОТ -
М «Дубна» 130
9.5.2 Система пофидерного контроля изоляции сети постоянного тока
«Сенсор» 135
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 141
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Исходные данные по гидрологическому ряду 143
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Водноэнергетические расчеты 145
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Основное и вспомогательное оборудование 1

Потребление энергии, обязательное условие существования человечества. В настоящее время, из-за развития технологии, стремительно растет число потребителей электрической энергии, следовательно, необходимо увеличивать генерирующие мощности. Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, различного типа.
Гидроэнергетика является одной из наиболее перспективных отраслей современной энергетики. Из всех существующих типов электростанции, ГЭС являются наиболее маневренными и при необходимости могут существенно увеличить объемы выработки, покрывая пиковые нагрузки. Наша страна обладает огромным гидроэнергетическим потенциалом, однако степень его освоения ниже, чем в других развитых странах. Это имеет важное значение для будущего развития электроснабжения, так как гидроэнергетические ресурсы относятся к самым дешевым, доступным и технически чистым возобновляемым источникам энергии.
Одно из основных сооружений ГЭС - плотина, которая необходима для подпора воды, с последующим преобразованием энергии воды в электрическую. В результате разрушения плотины, появляется угроза затопления больших территории. Поэтому необходим серьезный подход к проектированию гидротехнических сооружений для качественного и безопасного использования гидроэнергетических ресурсов.
В данном проекте рассмотрен проект Юдомской ГЭС на реке Юдома. В проект входит определение ее установленной мощности, выбор основного и вспомогательного энергетического оборудования, расчет гидротехнических сооружений, экономическое обоснование строительства данного энергообъекта.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В данной работе были рассчитаны и определены основные параметры и элементы Юдомского гидроузла на реке Юдома, которое является гидротехническим сооружением II класса.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность, равная 117 МВт и среднемноголетняя выработка 353 млн. кВ'гч.
Следующим этапом работы был выбор основного и вспомогательного оборудования, в ходе которого было определено число и тип гидроагрегатов электростанции. Для этого была построена область допустимых режимов работы ГЭС (режимное поле по напору и расходу), на которой определены следующие напоры:
- максимальный - 45,8 м;
- расчетный - 38,8 м;
- минимальный - 36,0.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ50-В и ПЛД5О-В60о. В результате расчетов был выбран оптимальный вариант с тремя гидротурбинами ПЛ5О-В-40О. По справочным данным для данной турбины с синхронной частотой вращения 187,5 об/мин подобран серийный гидрогенератор ВГС 650-130/32 с номинальной активной мощность 40 МВт.
Затем была выбрана структурная схема ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 8 присоединений (3 одиночных блока, 4 отходящие воздушные линии, 1 резерв) с двумя рабочими системами шин. По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: силовые трансформаторы ТДЦ 63000/110-У1, трансформаторы собственных нужд ТСЗ-1600/10/0,4, для ВЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС-240/32.
Далее был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята приплотинной. В состав сооружения входят:
- левобережная грунтовая каменно-набросная плотина;
- бетонная водосливная плотина;
- приплотинное здание ГЭС;
- правобережная глухая бетонная плотина.
Расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 33,6 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 292 м;
- число водопропускных отверстий - 8;
- ширина водопропускных отверстий - 10 м;
- отметка гребня плотины - 345 м;
-ширина гребня - 16 м.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, применяется носок трамплин. Бетонная плотина разделяется по длине постоянными температурными швами на отдельные секции, для обеспечения монолитности бетона секций плотины при температурной деформации в различных частях тела плотины и при неравномерных осадках основания.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основных нагрузках. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,5 для основных нагрузок (нормативное значение для сооружений II класса - 1,2). Таким образом, плотина Юдомского гидроузла соответствует всем требованиям надежности и другим требованиям предусмотренными СНиП.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды, охране труда и пожарной безопасности.
По технико-экономическим расчетам были получены следующие показатели:
- срок окупаемости - 133 месяцев;
- себестоимость электроэнергии - 0,55 руб./кВтш;
- удельные капиталовложения - 66250 руб./кВт.
Таким образом строительство Юдомского гидроузла в настоящее время является актуальным и выгодным с точки зрения технико -экономических показателей.



1. Выбор параметров ГЭС: учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов / А. Ю. Александровский, Е. Ю. Затеева, Б. И. Силаев. - Саяногорск: СШФ КГТУ, 2008.
- 114с.
2. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: справочное пособие: в 2 т. / Под ред. Ю. С. Васильева, Д. С. Щавелева. - Т. 2. Вспомогательное оборудование гидроэлектростанций. / М. И. Гальперин, И. Н. Лукин [и др.] - Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 336 с.
3. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
4. Брызгалов, В. И. Гидроэлектростанции: учебное пособие/ В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон. Красноярск: ИПЦ КГТУ. 2002. - 541с.
5. СТО 59012820-29.20.30.003-2009 Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35 -750 кВ. Типовые решения. - Введ. 20.12.2007 - Москва: ОАО РАО «ЕЭС России», 2007 - 132с.
6. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П.Г. Киселева. - М.: Энергия, 1974. - 312с.
7. СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: ФГПУ ЦПП, 2004.
8. СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. - Введ. 20.05.2011. - Москва: ОАО ЦПП, 2012. - 80 с.
9. СП 23.13330.2011 Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85. - Введ. 20.05.2011 - Москва: ОАО ЦПП, 2011. - 111 с.
10. Гидротехнические сооружения. Часть 2: учебник для вузов / Л. Н. Рассказов [и др.]. - Москва: Издательство Ассоциаций строительных вузов, 2008.
- 528 с.
11. Справочник по проектированию электрических сетей: учебное пособие для вузов / Д. Л. Файбисович. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Москва: Издательство НЦ ЭНАС, 2012. - 314 с.
12. Каталог «Трансформаторы сухие ТСЗ 400/10/0,4 кВ» [Электронный ресурс] // ООО «СвердловЭлектроЩит». - Режим доступа:https://energo- zavod96.ru
13. Каталог «Высоковольтное оборудование» [Электронный ресурс] // ЗАО «ЗЭТО». - Режим доступа:http://www.zeto.ru
14. Каталог «Трансформаторное оборудование» [Электронный ресурс] // ООО «Тольяттинский трансформатор» - Режим доступа: http://www.transformator.com.ru
15. Каталог «Опорные трансформаторы тока ТОЛ-10-М» [Электронный ресурс] // ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока». - Режим доступа: http://www.cztt.ru
16. Каталог «Измерительные трансформаторы» [Электронный ресурс] // ОАО АО «ГК «Электрощит» - ТМ Самара». - Режим доступа: https://www.electroshield.ru
17. Правила устройства электроустановок: изд. 7. - Москва: ДЕАН, 2013. - 706с.
18. СТО 01.01.78-2012 Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования. - Введ. 30.07.2012 - Москва: Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро, 2012. - 307 с.
19. СТО 17330282.27.140.020-2008 Системы питания собственных нужд ГЭС Условия создания нормы и требования. - Введ. 30.07.2008. - Москва: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. - 24 с.
20. ГОСТ 2.755-87 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - Введ. 01.01.1988. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 1998. - 7 с.
21. ГОСТ 2.722-68 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в электрических схемах. Машины электрические. - Введ. 01.01.1971. - Москва: Стандартинформ, 2008. - 15 с.
22. Приложение к приказу ОАО «РусГидро» от 16.01.2017 №9 - «Единые сценарные условия ПАО «РусГидро» на 2017-2042 гг.»
23. Часть вторая Налогового кодекса Российской Федерации от 5 августа 2000 г. N 117-ФЗ //Текст части второй Налогового кодекса опубликован в "Российской газете" от 10 августа 2000 г. N 153-154.
24. СТО РусГидро 02.02.105-2013 «Гидроэлектростанции. Системы оперативного постоянного тока. Технические требования, типовые технические решения».
25. СТО 56947007- 29.120.40.102-2011 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО «ФСК ЕЭС» - «Методические указания по инженерным расчетам в системах оперативного постоянного тока для предотвращения неправильной работы дискретных входов микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики, при замыканиях на землю в цепях оперативного постоянного тока подстанций ЕНЭС»


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ