ПРОЕКТИРОВАНИЕ БИЙСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ БИЯ. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЗАЩИТЫ ГИДРОАГРЕГАТА
|
СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ БИЙСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общая часть 10
1.1 Природные условия 10
1.2 Схема использования реки 11
1.3 Энергоэкономическая характеристика района 11
2 Водно-энергетические расчеты 13
2.1 Исходные данные 13
2.2 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при
заданной обеспеченности стока 17
2.3 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 22
2.4 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных
нагрузок энергосистемы 27
2.5 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы 28
2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном году 30
2.7 Водно-энергетические расчёты режима работы ГЭС в среднем по
водности году. Среднегодовая выработка и график сработки 32
2.8 Определение установленной мощности ГЭС и планирование
капитальных ремонтов 34
2.9 Определение максимального расчетного расхода 36
3 Основное и вспомогательное оборудование 40
3.1 Выбор числа и типа гидроагрегатов 40
3.2 Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному
расходу 45
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для
обеспечения ее безкавитационной работы 48
3.3.1 Работа одного агрегата с установленной мощностью при отметке
НПУ 48
3.3.2 Работа всех агрегатов с установленной мощностью при отметке
НПУ 49
3.3.3 Работа всех агрегатов с установленной мощностью ГЭС при
расчетном напоре 49
3.4 Выбор типа и габаритных размеров МНУ и колонки управления 49
3.5 Выбор типа серийного гидрогенератора 50
3.6 Определение установленной мощности ГЭС 51
4 Электрическая часть 52
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 52
4.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным блоком 53
4.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
блоком 54
4.4. Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 56
4.5 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике -экономического
расчёта 57
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в
главной схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 59
4.6.1 Расчёт исходных данных 59
4.6.2 Расчет токов короткого замыкания на СШ 60
4.7. Выбор электрических аппаратов 61
4.7.1 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режимов ..62
4.7.2 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 13,8 кВ 62
4.7.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения 64
4.7.4 Выбор выключателей и разъединителей 64
4.7.5 Выбор трансформаторов тока и напряжения 65
5 Релейная защита и автоматика 66
5.1 Перечень защит основного оборудования 66
5.2 Параметры защищаемого оборудования 67
5.3 Расчет номинальных параметров 68
5.4 Описание защит и расчет их уставок 69
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 69
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 71
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 73
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 74
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок (/1) 77
5.4.6 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 79
5.4.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 82
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 84
5.6 Таблица уставок и матрица отключений защит 84
6 Состав и компоновка сооружений 87
6.1 Исходные данные 87
6.2 Состав и компоновка сооружений гидроузла 87
6.3 Проектирование сооружений напорного фронта 87
6.3.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 88
6.3.2. Определение ширины водосливного фронта. Основной расчетный
случай 91
6.3.4 Определение ширины водосливного фронта 91
6.3.5 Определение отметки гребня водослива 93
6.3.6 Проверка на пропуск поверочного расхода 94
6.3.7 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 97
6.3.8 Гашение энергии способом свободно отброшенной струи 99
6.3.9 Пропуск расходов через глубинные водосбросы 101
6.4 Конструирование бетонной плотины 102
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 102
6.4.2 Разрезка плотин швами 103
6.4.3 Быки 103
6.4.4 Устои 104
6.4.5 Галереи в теле плотины 104
6.4.5 Противофильтрационные устройства в основании 104
6.4.6 Расчёт фильтрации 105
6.5 Статистические расчеты плотины 106
6.5.1 Вес сооружения 107
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 108
6.5.3 Сила взвешивающего и фильтрационного давления 108
6.5.4 Давление грунта 109
6.5.5 Волновое давление 109
6.6 Расчет прочности платины 110
6.7 Расчёт при ФПУ 112
6.8 Расчет прочности плотины 114
6.9 Расчёт устойчивости плотины 115
7 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации .... 117
7.2 Текущие расходы по гидроузлу 117
7.3 Налоговые расходы 121
7.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 122
7.5 Оценка инвестиционного проекта 123
7.5.1 Методология, исходные данные 123
7.5.2 Коммерческая эффективность 124
8. Охрана труда, техника безопасности, противопожарная безопасность 125
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 125
8.3. Инструкция по пожарной безопасности Бийской ГЭС 125
8.4 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Бийского
ГУ 132
8.4.1 Общие сведения о районе строительства 132
8.4.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 134
8.4.3 Создание и подготовка ложа водохранилища, санация территории
затопления 134
8.4.4 Отходы, образующиеся при строительстве 137
8.4.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 138
9 Гидромеханические защиты гидроагрегата 140
9.1 Требования к гидромеханическим защитам агрегата 140
9.2 Состав оборудования и основные функции 140
9.2.1 Гидромеханические защиты гидрогенератора 142
9.2.2 ГМЗ Генераторного подшипника 142
9.2.3 ГМЗ Подпятника 143
9.2.4 ГМЗ направляющего аппарата 143
9.2.5 ГМЗ Крышки турбины 144
9.3 ГМЗ направляющего турбинного подшипника на примере турбины РО 144
9.3 ГМЗ Уплотнения вала гидротурбины РО 144
9.5 Механическое устройство противоразгонной защиты 145
9.4 Система виброконтроля гидроагрегата 145
9.6 Система МНУ 147
9.7 Система регулирования турбины 149
9.8 НТК АУТ 150
9.9 Команды Стоп1, Стоп2, СтопЗ и Стоп 4 151
9.10 Условия работы гидромеханических защит 152
9.11 Проверка работы гидромеханических защит 154
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 162
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общая часть 10
1.1 Природные условия 10
1.2 Схема использования реки 11
1.3 Энергоэкономическая характеристика района 11
2 Водно-энергетические расчеты 13
2.1 Исходные данные 13
2.2 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при
заданной обеспеченности стока 17
2.3 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 22
2.4 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных
нагрузок энергосистемы 27
2.5 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы 28
2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном году 30
2.7 Водно-энергетические расчёты режима работы ГЭС в среднем по
водности году. Среднегодовая выработка и график сработки 32
2.8 Определение установленной мощности ГЭС и планирование
капитальных ремонтов 34
2.9 Определение максимального расчетного расхода 36
3 Основное и вспомогательное оборудование 40
3.1 Выбор числа и типа гидроагрегатов 40
3.2 Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному
расходу 45
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для
обеспечения ее безкавитационной работы 48
3.3.1 Работа одного агрегата с установленной мощностью при отметке
НПУ 48
3.3.2 Работа всех агрегатов с установленной мощностью при отметке
НПУ 49
3.3.3 Работа всех агрегатов с установленной мощностью ГЭС при
расчетном напоре 49
3.4 Выбор типа и габаритных размеров МНУ и колонки управления 49
3.5 Выбор типа серийного гидрогенератора 50
3.6 Определение установленной мощности ГЭС 51
4 Электрическая часть 52
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 52
4.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным блоком 53
4.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
блоком 54
4.4. Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 56
4.5 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике -экономического
расчёта 57
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в
главной схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 59
4.6.1 Расчёт исходных данных 59
4.6.2 Расчет токов короткого замыкания на СШ 60
4.7. Выбор электрических аппаратов 61
4.7.1 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режимов ..62
4.7.2 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 13,8 кВ 62
4.7.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения 64
4.7.4 Выбор выключателей и разъединителей 64
4.7.5 Выбор трансформаторов тока и напряжения 65
5 Релейная защита и автоматика 66
5.1 Перечень защит основного оборудования 66
5.2 Параметры защищаемого оборудования 67
5.3 Расчет номинальных параметров 68
5.4 Описание защит и расчет их уставок 69
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 69
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 71
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 73
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 74
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок (/1) 77
5.4.6 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 79
5.4.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 82
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 84
5.6 Таблица уставок и матрица отключений защит 84
6 Состав и компоновка сооружений 87
6.1 Исходные данные 87
6.2 Состав и компоновка сооружений гидроузла 87
6.3 Проектирование сооружений напорного фронта 87
6.3.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 88
6.3.2. Определение ширины водосливного фронта. Основной расчетный
случай 91
6.3.4 Определение ширины водосливного фронта 91
6.3.5 Определение отметки гребня водослива 93
6.3.6 Проверка на пропуск поверочного расхода 94
6.3.7 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 97
6.3.8 Гашение энергии способом свободно отброшенной струи 99
6.3.9 Пропуск расходов через глубинные водосбросы 101
6.4 Конструирование бетонной плотины 102
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 102
6.4.2 Разрезка плотин швами 103
6.4.3 Быки 103
6.4.4 Устои 104
6.4.5 Галереи в теле плотины 104
6.4.5 Противофильтрационные устройства в основании 104
6.4.6 Расчёт фильтрации 105
6.5 Статистические расчеты плотины 106
6.5.1 Вес сооружения 107
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 108
6.5.3 Сила взвешивающего и фильтрационного давления 108
6.5.4 Давление грунта 109
6.5.5 Волновое давление 109
6.6 Расчет прочности платины 110
6.7 Расчёт при ФПУ 112
6.8 Расчет прочности плотины 114
6.9 Расчёт устойчивости плотины 115
7 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации .... 117
7.2 Текущие расходы по гидроузлу 117
7.3 Налоговые расходы 121
7.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 122
7.5 Оценка инвестиционного проекта 123
7.5.1 Методология, исходные данные 123
7.5.2 Коммерческая эффективность 124
8. Охрана труда, техника безопасности, противопожарная безопасность 125
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 125
8.3. Инструкция по пожарной безопасности Бийской ГЭС 125
8.4 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Бийского
ГУ 132
8.4.1 Общие сведения о районе строительства 132
8.4.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 134
8.4.3 Создание и подготовка ложа водохранилища, санация территории
затопления 134
8.4.4 Отходы, образующиеся при строительстве 137
8.4.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 138
9 Гидромеханические защиты гидроагрегата 140
9.1 Требования к гидромеханическим защитам агрегата 140
9.2 Состав оборудования и основные функции 140
9.2.1 Гидромеханические защиты гидрогенератора 142
9.2.2 ГМЗ Генераторного подшипника 142
9.2.3 ГМЗ Подпятника 143
9.2.4 ГМЗ направляющего аппарата 143
9.2.5 ГМЗ Крышки турбины 144
9.3 ГМЗ направляющего турбинного подшипника на примере турбины РО 144
9.3 ГМЗ Уплотнения вала гидротурбины РО 144
9.5 Механическое устройство противоразгонной защиты 145
9.4 Система виброконтроля гидроагрегата 145
9.6 Система МНУ 147
9.7 Система регулирования турбины 149
9.8 НТК АУТ 150
9.9 Команды Стоп1, Стоп2, СтопЗ и Стоп 4 151
9.10 Условия работы гидромеханических защит 152
9.11 Проверка работы гидромеханических защит 154
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 162
Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни. Самым распространенным видом энергии является электрическая энергия. В настоящее время народное хозяйство стремительно растет, увеличивается число потребителей электрической энергии, тем самым необходимо увеличивать генерирующие мощности, растущая потребность в энергии призывает к реализации немалых мероприятий по увеличению эффективности работы энергетических установок.
Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, различного типа. Самым удобным видом электростанций с низкой себестоимостью электроэнергии на сегодняшний день являются гидравлические, с неоспоримым плюсом, таким как экологическая чистота.
Одним из основных сооружений гидравлических станций является плотина, которая служит для подпора воды, с последующим преобразованием потенциальной энергии воды в электрическую. В результате разрушения плотины, появляется угроза затопления больших территорий. Поэтому необходим крайне серьезный подход к проектированию гидротехнических сооружений для качественного и безопасного использования гидроресурсов, что регламентируется в СНиПах и нормативных документах.
Завершающей работой специальности «Гидроэлектростанции» является проектирование Бийской гидроэлектростанции, в проект входит: определение установленной мощности, выбор основного и вспомогательного энергетического оборудования, расчет гидротехнического сооружения, экономическое обоснование.
Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, различного типа. Самым удобным видом электростанций с низкой себестоимостью электроэнергии на сегодняшний день являются гидравлические, с неоспоримым плюсом, таким как экологическая чистота.
Одним из основных сооружений гидравлических станций является плотина, которая служит для подпора воды, с последующим преобразованием потенциальной энергии воды в электрическую. В результате разрушения плотины, появляется угроза затопления больших территорий. Поэтому необходим крайне серьезный подход к проектированию гидротехнических сооружений для качественного и безопасного использования гидроресурсов, что регламентируется в СНиПах и нормативных документах.
Завершающей работой специальности «Гидроэлектростанции» является проектирование Бийской гидроэлектростанции, в проект входит: определение установленной мощности, выбор основного и вспомогательного энергетического оборудования, расчет гидротехнического сооружения, экономическое обоснование.
В проекте рассчитаны и определены основные элементы и параметры средненапорной Бийской ГЭС высотой 44,6 м на реке Бия, являющимся сооружением II класса.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчетных расходов для основного обеспеченностью 0,1% и поверочного 0,01% обеспеченности случаев: Qo,i%= 3682 м3/с, Qo,oi%=4150 м3/с.
В ходе водно-энергетических расчетов на основе исходных данных по энергосистеме и гидрологии была выбрана установленная мощность Бийской ГЭС, а также определена зона ее работы в суточных графиках нагрузки для зимы и лета. Установленная мощность составила Nycr=360 МВт. Определен уровень мертвого объема, отметка которого равна 328,81 м. Полезный объем при данных отметках НПУ 340 м и УМО составляет 5,51 км3. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила
904,8 млн. кВт-ч.
На третьем этапе было определено оптимальное число и тип гидроагрегатов электростанции. Для этого была построена область допустимых режимов работы (режимное поле по напору и расходу), на которой определены следующие напоры:
максимальный -Hmax = 36,6 м;
расчетный -НраСч =29,1 м;
минимальный -Нтп = 21,1 м.
Максимальный расход через все агрегаты ГЭС Qmax, соответствующий расчетному напору, составляет 1440 м3/с.
При выборе турбин рассматривалось два варианта ПЛ40а-В и ПЛ406-В с разными диаметрами. По результатам расчетов был определен оптимальный вариант с четырьмя гидроагрегатами, с диаметром рабочих колес 6,7 м (ПЛ40а-В-670).
По справочным данным для выбранной поворотно-лопастной турбины с синхронной частотой вращения 107,1 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ 850/190-56 с номинальной активной мощностью 90 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с единичными блоками и принята схема распределительного устройства КРУЭ-220кВ - две рабочие системы шин. По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТД-125000/220, трансформаторы собственных нужд ТСЗ-1000/15, для ВЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС - 240/32.
Распределительное устройство принято элегазовым (КРУЭ-220) - ЯГГ 220 (Электроаппарат), т.к. неоспоримыми преимуществами КРУЭ перед другими видами распределительных устройств являются: повышенная надежность, компактность (модульная структура) и заводская сборка, что напрямую влияет на размеры площади размещения, стоимость подготовки основания площадки под КРУЭ и простоту обслуживания.
В качестве генераторного выключателя, принят вакуумный выключатель ВГГ-20-90/6300 У3, со встроенными трансформаторами тока и напряжения, разъединителем, ограничителем перенапряжения, имеющий большой ресурс и надежность.
После выбора основного электрооборудования был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята русловой. Строительные расходы пропускаются через гребенку. Водосливная и глухая плотина приняты бетонными. Также имеется грунтовые плотины с правого и левого берега. Здание ГЭС - руслового типа.
В состав сооружений входят:
• водосбросная бетонная плотина с поверхностным водосливом практического профиля - 90 м. ;
• станционная бетонная плотина - 147.4 м.;
• глухая русловая бетонная плотина
• право и левобережная грунтовые плотины- 44 м. и 37.5 м.;
• здание ГЭС руслового типа.
На данном этапе расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
• ширина подошвы - 28 м;
• отметка подошвы водосливной плотины - 299,6 м;
• отметка порога водослива - 373 м;
• число водосливных отверстий - 4;
• ширина водосливных отверстий в свету - 12 м;
• отметка гребня - 344,4 м;
• ширина гребня - 20 м.
Гашение энергии произведено способом свободно отброшенной струи. Дальность отлета струи от плотины до входа в воду нижнего бьефа составляет 85 м.
Во избежание недопустимо больших напряжений, появляющихся при неравномерных осадках основания и при температурных деформациях, в различных частях тела бетонной плотины, она разделена на секции постоянными температурно-осадочными швами.
Разрезка водосливной части плотины деформационными швами произведена по быкам, через 2 водосливных пролета, чтобы избежать неравномерных осадок смежных быков, что может привести к заклиниванию затворов. На каждом водосливном отверстии устраиваем швы надрезы до фундаментной плиты.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном и особом сочетаниях нагрузок. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,2 и 1,3 для основного и
особого сочетании нагрузок соответственно (нормативное значение для сооружений II класса - 1,25). Таким образом, плотина Бийского гидроузла отвечает требованиям надежности. При расчете плотины на прочность сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Плотина отвечает всем
требованиям предусмотренными СНиП.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия организации безопасности ГТС. Также перечислены мероприятия по охране окружающей среды в период возведения и эксплуатации гидроузла.
По технико-экономическим расчетам получены следующие показатели:
- стоимость строительства гидроузла - 45 360 млн. руб.;
-удельная себестоимость производства электроэнергии - 0.5 руб/кВт-ч.
Таким образом, строительство Бийской ГЭС с установленной мощностью 360 МВт в настоящее время является актуальным и экономически целесообразным не только для Бийского региона, но и для страны в целом.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчетных расходов для основного обеспеченностью 0,1% и поверочного 0,01% обеспеченности случаев: Qo,i%= 3682 м3/с, Qo,oi%=4150 м3/с.
В ходе водно-энергетических расчетов на основе исходных данных по энергосистеме и гидрологии была выбрана установленная мощность Бийской ГЭС, а также определена зона ее работы в суточных графиках нагрузки для зимы и лета. Установленная мощность составила Nycr=360 МВт. Определен уровень мертвого объема, отметка которого равна 328,81 м. Полезный объем при данных отметках НПУ 340 м и УМО составляет 5,51 км3. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила
904,8 млн. кВт-ч.
На третьем этапе было определено оптимальное число и тип гидроагрегатов электростанции. Для этого была построена область допустимых режимов работы (режимное поле по напору и расходу), на которой определены следующие напоры:
максимальный -Hmax = 36,6 м;
расчетный -НраСч =29,1 м;
минимальный -Нтп = 21,1 м.
Максимальный расход через все агрегаты ГЭС Qmax, соответствующий расчетному напору, составляет 1440 м3/с.
При выборе турбин рассматривалось два варианта ПЛ40а-В и ПЛ406-В с разными диаметрами. По результатам расчетов был определен оптимальный вариант с четырьмя гидроагрегатами, с диаметром рабочих колес 6,7 м (ПЛ40а-В-670).
По справочным данным для выбранной поворотно-лопастной турбины с синхронной частотой вращения 107,1 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ 850/190-56 с номинальной активной мощностью 90 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с единичными блоками и принята схема распределительного устройства КРУЭ-220кВ - две рабочие системы шин. По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТД-125000/220, трансформаторы собственных нужд ТСЗ-1000/15, для ВЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС - 240/32.
Распределительное устройство принято элегазовым (КРУЭ-220) - ЯГГ 220 (Электроаппарат), т.к. неоспоримыми преимуществами КРУЭ перед другими видами распределительных устройств являются: повышенная надежность, компактность (модульная структура) и заводская сборка, что напрямую влияет на размеры площади размещения, стоимость подготовки основания площадки под КРУЭ и простоту обслуживания.
В качестве генераторного выключателя, принят вакуумный выключатель ВГГ-20-90/6300 У3, со встроенными трансформаторами тока и напряжения, разъединителем, ограничителем перенапряжения, имеющий большой ресурс и надежность.
После выбора основного электрооборудования был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята русловой. Строительные расходы пропускаются через гребенку. Водосливная и глухая плотина приняты бетонными. Также имеется грунтовые плотины с правого и левого берега. Здание ГЭС - руслового типа.
В состав сооружений входят:
• водосбросная бетонная плотина с поверхностным водосливом практического профиля - 90 м. ;
• станционная бетонная плотина - 147.4 м.;
• глухая русловая бетонная плотина
• право и левобережная грунтовые плотины- 44 м. и 37.5 м.;
• здание ГЭС руслового типа.
На данном этапе расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
• ширина подошвы - 28 м;
• отметка подошвы водосливной плотины - 299,6 м;
• отметка порога водослива - 373 м;
• число водосливных отверстий - 4;
• ширина водосливных отверстий в свету - 12 м;
• отметка гребня - 344,4 м;
• ширина гребня - 20 м.
Гашение энергии произведено способом свободно отброшенной струи. Дальность отлета струи от плотины до входа в воду нижнего бьефа составляет 85 м.
Во избежание недопустимо больших напряжений, появляющихся при неравномерных осадках основания и при температурных деформациях, в различных частях тела бетонной плотины, она разделена на секции постоянными температурно-осадочными швами.
Разрезка водосливной части плотины деформационными швами произведена по быкам, через 2 водосливных пролета, чтобы избежать неравномерных осадок смежных быков, что может привести к заклиниванию затворов. На каждом водосливном отверстии устраиваем швы надрезы до фундаментной плиты.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном и особом сочетаниях нагрузок. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,2 и 1,3 для основного и
особого сочетании нагрузок соответственно (нормативное значение для сооружений II класса - 1,25). Таким образом, плотина Бийского гидроузла отвечает требованиям надежности. При расчете плотины на прочность сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Плотина отвечает всем
требованиям предусмотренными СНиП.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия организации безопасности ГТС. Также перечислены мероприятия по охране окружающей среды в период возведения и эксплуатации гидроузла.
По технико-экономическим расчетам получены следующие показатели:
- стоимость строительства гидроузла - 45 360 млн. руб.;
-удельная себестоимость производства электроэнергии - 0.5 руб/кВт-ч.
Таким образом, строительство Бийской ГЭС с установленной мощностью 360 МВт в настоящее время является актуальным и экономически целесообразным не только для Бийского региона, но и для страны в целом.
