СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ АМУРСКОЙ ГЭС 5
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Общая часть 8
1.1 Природные условия 8
1.1.1 Климат 8
1.1.2 Гидрологические данные 8
1.1.3 Инженерно-геологические условия 10
1.2 Энергоэкономическая характеристика района 10
1.3 Аналоги проектируемого гидроузла 10
2 Водно-энергетические расчеты 11
2.1 Регулирование стока воды 11
2.1.1 Определение максимальных расчётных расходов 11
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 12
2.1.3 Выбор расчётного маловодного и средневодного года 13
2.2 Определение установленной мощности на основе водноэнергетических
расчётов 14
2.2.1 Перераспределение стока маловодного года 14
2.2.2 Водноэнергетические расчёты по условию маловодного года 15
2.2.3 Определение установленной мощности ГЭС 17
2.2.4 Водноэнергетические расчёты по условию средневодного года 17
2.3 Баланс мощности и энергии 18
2.3.1 Баланс энергии Красноярской энергосистемы 18
2.3.2 Баланс мощности Амурской энергосистемы 18
3 Основное и вспомогательное оборудование 19
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 19
3.1.1 Построение режимного поля 19
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам .... 21
3.2 Гидротурбины и их проточная часть 26
3.2.1 Определение отметки установки рабочего колеса турбины 26
3.2.2 Выбор конструктивной схемы компоновки гидротурбины 27
3.2.3 Определение геометрических размеров проточной части
гидротурбины ПЛД60-В60°-600 27
3.2.3 Расчет вала на прочность 28
3.2.4 Расчет подшипника 29
3.2.5 Выбор типа МНУ и колонки управления 29
3.3 Гидрогенераторы 29
3.4 Подъёмно-транспортное оборудование 30
4 Электрическая часть 31
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений 31
4.2 Главные повышающие трансформаторы 32
4.2.1 Выбор блочных трансформаторов высшего напряжения для схемы с
простыми блоками 32
4.2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 34
4.3 Распределительное устройство 34
4.3.1 Выбор количества отходящих воздушных линий 34
4.3.2 Выбор схемы РУ ВН 35
4.4 Электротехническое оборудование 36
4.4.1 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в РУ
ВН в программном комплексе «RASTR WIN 3» 36
4.4.2 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 38
4.4.3 Выбор и проверка аппаратов 220 кВ 39
4.4.4 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 13,8 кВ 41
5 Устройства РЗиА 42
5.1 Перечень защит основного оборудования 42
5.2 Описание защит и расчет их уставок 44
5.2.1 Продольная дифференциальная защита генератора 44
5.2.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 46
5.2.4 Защита от повышения напряжения 49
5.2.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий 49
5.2.6 Дистанционная защита генератора 53
5.2.7 Защита ротора от перегрузки 56
5.2.8 Защита от симметричных перегрузок(/1) 57
6 Компоновка и сооружения гидроузла 60
6.1 Проектирование сооружений напорного фронта 60
6.1.1Обоснование класса ГТС 60
6.2 Гидравлические расчеты 62
6.2.1. Определение ширины водосливного фронта 62
6.2.2. Определение отметки гребня водослива 63
6.2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 65
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 66
6.2.5 Расчет резервного, глубинного водосброса 67
6.2.6 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе за основным
эксплуатационном водосбросом 68
6.2.7 Расчет дальности отлёта струи и ямы размыва 68
6.3 Конструирование плотины 70
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 70
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 72
6.3.3 Быки 73
6.3.4 Дренаж тела бетонной водосливной плотины 73
6.3.5 Галереи в теле плотины 74
6.3.6 Конструирование отдельных элементов подземного контура 74
6.4 Устройство нижнего бьефа 75
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 75
6.5.1 Вес сооружения 76
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 76
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 77
6.5.4 Сила фильтрационного давления 77
6.5.5 Давление грунта 78
6.5.6 Волновое давление 78
6.5.7 Расчёт прочности плотины 79
6.5.8 Критерии прочности плотины 81
6.5.9 Расчёт устойчивости плотины на сдвиг 82
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 83
7.2 Охрана труда 83
7.3 Пожарная безопасность 86
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 87
7.4.1 Мероприятия по подготовке зоны водохранилища, влияющие на
состояние водных ресурсов 87
7.4.2 Водоохранная зона 89
7.4.3 Водоохранные мероприятия на гидроэлектростанции 89
8 Технико-экономические показатели 92
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 92
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 92
8.1.3 Налоговые расходы 95
8.2 Оценка суммы прибыли 95
8.2.1 Анализ денежных потоков 96
8.3. Оценка инвестиционного проекта 97
8.3.1 Методология, исходные данные 97
8.3.2 Коммерческая эффективность 98
8.3.3 Бюджетная эффективность 98
8.4 Анализ чувствительности 99
9 Оценка потерь воды на гидроузлах и методы их снижения 102
9.1 Оценка потерь воды на гидроузлах 102
9.2 Учет стока воды через гидроагрегаты 103
9.3 Погрешности измерения напора гидротурбин и учет потерь 106
9.4 Определение потерь напора на сороудерживающих решетках 106
9.5 Погрешность из-за ветровых сгонно-нагонных явлений 108
9.6 Учет стока воды через гидротехнические сооружения 108
9.7 Учет стока воды на производственные нужды ГЭС, протечек и
фильтрации через сооружения 109
9.8 Учет потери воды при фильтрации в основании сооружения 109
9.9 Учет потерь воды при фильтрации через грунтовую плотину 110
9.10 Потери воды при испарении 111
9.11 Методы снижения потерь воды на гидроузлах 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 113
ПРИЛОЖЕНИЕ А-Г 119-130
Гидроэнергетика и альтернативные источники энергии становятся все актуальнее. Сжигание нефти и угля сопряжено с большими расходами, в то время как использование энергии воды не требует затрат на топливо, средства уходят лишь на строительство и ремонт. При этом у ГЭС отсутствуют вредные выбросы, что положительно сказывается на экологии. Кроме того, ГЭС намного эффективнее как маневренная мощность для Единой энергосистемы: их можно запустить за пару минут, тогда как для запуска котлов ТЭЦ потребуются многие часы, а атомные электростанции запускаются сутками. Большинство ГЭС в России контролирует компания РусГидро, где при реформе РАО «ЕЭС России» были сосредоточены основные гидрогенерирующие активы страны. Эта компания объединяет более 70 объектов возобновляемой энергетики и по суммарной мощности электростанций является крупнейшей в России.
Россия обладает крупнейшим гидропотенциалом, полное освоение, которого позволило бы полностью отказаться от других источников электроэнергии. К сожалению, большая часть неиспользованного гидропотенциала сосредоточена в труднодоступных районах Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В России на ГЭС вырабатывается почти 16% всей энергии. В настоящее время на территории страны работают 102 гидростанции мощностью свыше 100 МВт. Развитые страны уже практически полностью использовали свой гидропотенциал.
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. В данной дипломной работе спроектирована гидроэлектростанция с наиболее подходящими оборудованием, сооружениями, их компоновкой.
