Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНГАРСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ АНГАРА. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Работа №155268

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электроэнергетика

Объем работы125
Год сдачи2020
Стоимость4600 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
5
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 7
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий
функционирования ГЭС 8
1.1 Природные условия 8
1.1.1 Климат 8
1.1.2 Сейсмичность района 8
1.1.3 Почвы 9
1.1.4 Г идрологические данные 9
2 Водноэнергетические расчеты 11
2.1 Регулирование стока воды 11
2.1.1 Исходные данные 11
2.1.2 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года
при заданной обеспеченности стока 12
2.1.3 Выбор расчетного средневодного года (Р=50%) 14
2.1.4 Выбор расчетного маловодного года (Р=90%) 15
2.2 Определение установленной мощности на основе водноэнергетических расчетов 16
2.2.1 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом
требований водохозяйственной системы 16
2.2.2 Водно-энергетический расчет (ВЭР) режима работы ГЭС по
условию маловодного года 18
2.2.3 Расчет резервов и определение установленной мощности
проектируемой ГЭС, расчет баланса мощностей 18
3 Основное и вспомогательное оборудование 20
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 20
3.1.1 Построение режимного поля 20
3.1.2 Выбор системы и количества гидроагрегатов 21
3.1.2 Определение заглубления рабочего колеса 27
3.2 Определение геометрических размеров проточной части 28
3.2.1 Расчет спиральной камеры 29
3.2.2 Расчет вала 29
3.2.3 Расчет подшипника 30
3.3.3 Выбор типа и габаритов маслонапорной установки 31
3.3.4 Выбор типа электрогидравлического регулятора 32
3.3.5 Выбор типа серийного гидрогенератора 32
3.3.6 Подъёмно-транспортное оборудование 33
4 Электрическая часть 34
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 34
4.1.1 Г лавные повышающие трансформаторы 35
4.1.2 Выбор ТСН 36
4.1.3 Выбор количества отходящих линий РУ высшего напряжения и
марки проводов ВЛ 36
4.2 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 37
4.3 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико -экономического расчета 38
4.4.1 Расчет токов трехфазного и однофазного КЗ в главной схеме с
помощью RastrWin 39
4.4.2 Распределение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 40
4.5.1 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 41
4.5.2 Выбор КРУЭ 41
4.5.3 Выбор трансформатора напряжения для схемы СН 42
5 Релейная защита и автоматика 43
5.1.1 Расчет номинальных токов 43
5.1.2 Перечень защит основного оборудования 43
5.2 Описание защит и расчет их уставок 45
5.2.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 45
5.2.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un
(Uo)) 47
5.2.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 49
5.2.4 Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий 50
5.2.5 Защита от симметричных перегрузок (I1) 54
5.2.6 Защита от перегрузки обмотки ротора 55
5.2.7 Дистанционная защита генератора Z1 <, Z2 < 57
5.3 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 60
6 Компоновка и сооружения гидроузла 61
6.1 Проектирование сооружений напорного фронта 61
6.1.1 Определение отметки гребня плотины 61
6.2 Гидравлические расчеты 63
6.2.1 Определение ширины водосливного фронта 63
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 64
6.2.3 Построение профиля водосливной грани 66
6.2.4 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 67
6.3 Конструктивные элементы нижнего бьефа 68
6.3.1 Водобой 68
6.3.2 Расчет водобойной стенки 68
6.3.3 Расчет второй водобойной стенки 70
6.3.4 Рисберма 71
6.4 Конструирование плотины 72
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 72
6.4.2 Разрезка глухой бетонной плотины, водосливной плоины и здания
ГЭС швами 72
6.4.3 Быки 72
6.4.4 Устои 73
6.4.5 Дренаж тела бетонной плотины 73
6.4.6 Галереи в теле плотины 73
6.5 Основные элементы плотины 73
6.5.1 Цементационная завеса 74
6.5.2 Дренажные устройства 74
6.6 Обоснование надежности и безопасности бетонной плотины 75
6.6.1 Определение основных нагрузок на плотину 75
6.6.2 Вес сооружения и затворов 75
6.6.3 Сила гидростатического давления воды 76
6.6.4 Равнодействующая взвешивающего давления 76
6.6.5 Сила фильтрационного давления 77
6.6.6 Давление грунта 77
6.6.7 Волновое давление 78
6.7 Оценка прочности плотины 79
6.8 Критерии прочности плотины и ее основания 81
6.9 Обоснование устойчивости плотины 82
6.10 проектирование грунтовой плотины 82
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды .... 84
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 84
7.2 Охрана труда 84
7.3 Пожарная безопасность 87
8 Технико-экономические показатели 90
8.1 Оценка производства электроэнергии и расходы в период
эксплуатации 90
8.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 90
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 90
8.1.3 Налоговые расходы 93
8.2 Оценка суммы прибыли о реализации электроэнергии и мощности .. 94
8.3 Оценка инвестиционного проекта 96
8.3.1 Методология, исходные данные 96
8.3.2 Коммерческая эффективность 97
8.3.3 Бюджетная эффективность 97
8.4 Анализ чувствительности 98
9 Анализ и совершенствование методов и средств определения
состояния основного оборудования гидроэлектростанций 100
9.1 Организация контроля и оценки технического оборудования на ГЭС 100
9.1.1 Контроль оценка технического состояния оборудования ГЭС 100
9.1.2 Обязательные формы контроля технического состояния
оборудования 100
9.1.3 Техническое состояние оборудования ГЭС 102
9.2 Требования к контролю технического состояния оборудования на ГЭС 104
9.2.1 Порядок контроля технического состояния оборудования на ГЭС 104
9.3 Анализ и совершенствование методов определения состояния
оборудования 105
9.3.1 Комплекс неразрушающего контроля 106
9.3.2 Автоматизированная система контроля оперативной диагностики 109
9.4 Процедуры оптимизации принятия решений при оценке технического
состояния оборудования гидроэлектростанций 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 115
ПРИЛОЖЕНИЯ А-В 119-123


Развитие энергетики неотделимо от развития региона, стабильности и процветания территории присутствия. Рост объемов промышленного производства приводит к увеличению энергопотребления в регионе и оказывает свое существенное влияние на дальнейшее развитие и модернизацию всей энергетической системы.
Среди основных проектов, которые оказывают существенное влияние на рост электропотребления - модернизация, расширение и ввод новых металлургических производств, формирующих основной спрос на электрическую энергию в промышленных отраслях региона.
Река Ангара одна из крупнейших рек на территории Российской Федерации, на которой действуют Иркутская, Братская, Усть-Илимская и Богучанская ГЭС. Энергопотенциал р. Ангара оценивается в 94 млрд кВтч, при этом действующие станции вырабатывают 65,3 млрд кВтч. Таким образом, существует уникальная возможность использовать неосвоенное течение реки с целью выработки электроэнергии, необходимой для районов Нижнего Приангарья с учётом перспективного развития.
Строительство Ангарской ГЭС обеспечит энергоснабжение западного промышленного района Нижнего Приангарья, расположенного на территориях Енисейского, Мотыгинского, Северо-Енисейского районов Красноярского края и включающего в себя Енисейско-Лесосибирский лесопромышленный комплекс, Раздолинский и Северо-Енисейский горнопромышленные комплексы.
В настоящее время дефицит элетроэнергии в районах Нижнего Приангарья оценивается в размере 120 МВт, что сдерживает развитие промышленности районов.
Целью проекта является проектирование Ангарской ГЭС на реке Ангара её сооружений и электрической части, выбор основного гидросилового и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и окружающей среды и технико-экономическое обоснование эффективности проекта.
В рамках специального вопроса рассмотрен анализ и совершенствование методов и средств определения состояния основного оборудования гидроэлектростанций.
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий функционирования ГЭС
Ангара - река в Восточной Сибири, самый крупный правый приток Енисея, единственная река, вытекающая и озера Байкал. Ангара начинается из Байкала потоком шириной 1,1 км и течёт сначала в северном направлении. Участок от истока до города Иркутска представляет собой Иркутское водохранилище. На северо-западе Иркутской области на Ангаре находится Братское водохранилище, на которой стоит Братская ГЭС. После излучины на Ангаре, ниже Братского водохранилища, расположено Усть-Илимское. Затем река поворачивает на запад в Красноярский край - на смежной территории края с Иркутской областью лежит Богучанское водохранилище. Рядом с поселком Стрелка впадает в Енисей.
При относительно небольшой длине в 1779 км Ангара имеет значительный перепад высот равный 380 м и большой гидроэнергетический потенциал.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В проекте рассчитаны и определены основные элементы и параметры малонапорной Ангарской ГЭС на реке Ангара, являющимся сооружением I I класса.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчетных расходов для основного обеспеченностью 1%, поверочного обеспеченностью 0,1% случаев: Q1% = 4267 м3/с, Q0,1% = 4717 м3/с.
В ходе водно-энергетических расчетов на основе исходных данных по энергосистеме и гидрологии была выбрана установленная мощность Ангарской ГЭС, а также определена зона ее работы в годовых графиках нагрузки для зимы и лета. Установленная мощность составила 756 МВт. Определен уровень мертвого объема, отметка которого равна 124,4 м. Полезный объем составляет 50,3 км3. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила 3,62 млрд. 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 = 19,8 м;
Расчетный Нрасч =15,2 м;
Минимальный Hmin = 11,9 м.
По результатам расчетов был определен оптимальный вариант с десятью гидроагрегатами, с диаметром рабочих колес 9,5 м (ПЛ20-В-950).
По справочным данным для выбранной поворотно-лопастной турбины с синхронной частотой вращения 62,5 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ 1340/150-96 с номинальной активной мощностью 76,5 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с объединенными блоками и принята схема распределительного устройства КРУЭ 330 кВ - «3/2». По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТРДЦН-200000/330, трансформаторы собственных нужд ТСЗП-4000/20 У1, Выбран провод марки АС-400/22.
Распределительное устройство принято элегазовым (КРУЭ-330) ЯЭГ-330 т.к. неоспоримыми преимуществами КРУЭ перед другими видами распределительных устройств являются: повышенная надежность, компактность (модульная структура), что напрямую влияет на размеры площади размещения, стоимость подготовки основания площадки под КРУЭ и простоту обслуживания.
На генераторном напряжении в каждом из энергоблоков установлен генераторный аппаратный комплекс элегазовый КАГ-20, состоящий из элегазового выключателя ВГГ-20-90/8000, разъединителей РВРЗ-20/8000 У3, заземлителей, трансформаторов тока и напряжения, ОПН
После выбора основного электрооборудования был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Напорный фронт Ангарской ГЭС длиной 1170 м сформирован двумя плотинами: бетонной и земляной набросной. Бетонная плотина длиной 912,2 м и наибольшей высотой 25 м (отметка гребня 134,2 м) состоит из глухих, станционной и водосбросной частей, которые, в свою очередь, разрезаны на секции. Глухие части плотины обеспечивают сопряжение с земляно-набросной плотиной, образуя вместе с подпорными стенками верхнего и нижнего бьефа сопрягающий устой. В станционной части плотины длиной 402,0 м размещены водоприёмники с затворами и сороудерживающими решётками. Водосбросная часть плотины общей длиной 336,0 м состоит из семнадцати пролётов, ширина водосливных отверстий в свету 16 м. Здание ГЭС руслового типа.
На этапе компоновки гидроузла также расчетным путем были определены габаритные размеры и характерные отметки водосливной плотины:
- отметка гребня водослива - 123,0 м;
- отметка гребня бычка - 134,2 м;
- отметка подошвы плотины - 105,0 м;
- ширина подошвы плотины по основанию - 17,5 м;
- количество водосливных отверстий - 17;
- ширина водосливных отверстий - 16 м;
- ширина сооружения по гребню - 17,8 м;
- высота сооружения - 25 м;
- толщина бычка - 4 м;
В качестве гасителя энергии потока был выбраны две водобойные стенки, водобой и рисберма. Для уменьшения величины противодавления устроен цементационная завеса и дренаж.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном и особом сочетаниях нагрузок. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 2. Плотина Ангарского 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.
Таким образом, строительство Ангарской ГЭС с установленной мощностью 756 МВт в настоящее время считается целесообразным.



1. Сайт системного оператора единой энергетической системы [Электронный ресурс] : база данных содержит сведения о всех энергосистемах России - Москва, - Режим доступа http://so-ups.ru
2. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объёктов/Сост. А.Ю. Александровский, Е.Ю. Затеева, Б.И. Силипаев; СШФ КГТУ. -Саяногорск, 2005.
3. Использование водной энергии: Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования / сост. Е.Ю. Затеева. - Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно - Шушенский филиал, 2012.
4. Использование водной энергии. Часть 1. Водно - энергетические расчеты режимов ГЭС/ сост. Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, Е.Ю. Затеева, С.В. Митрофанов.-Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2014.
5. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов/сост. А.Ю. Александровский, Е.Ю. Затеева, Б.И. Силаев; СШФ КГТУ. - Саяногорск, 2005. - 114 с.
6. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: в 2т./Под ред. Ю.С. Васильева, Д.С. Щавелева - Т.1. Основное оборудование гидроэлектростанций.- М.: Энергоатоммиздат, 1988. - 400 с.
7. ГОСТ 108.023.105-84: Турбины гидравлические вертикальные поворотно-лопастные осевые. Конструктивные схемы. - Введ.01.07.2013. - Москва: НПО ЦКТИ, 2013. - 68 с.
8. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: в 2т./Под ред. Ю.С. Васильева, Д.С. Щавелева - Т.2. Основное оборудование гидроэлектростанций. - М.: Энергоатоммиздат, 1990. - 336 с.
9. Проектирование зданий гидроэлектростанций (строительная часть): Учебное пособие/Ю.С. Васильев, Г.А. Претро. -Л.: ЛГТУ, 1991. - 80с.
10. СТО 172302282.27.140.022-2008: Здания ГЭС и ГАЭС. Условия создания. Нормы и требования. - Введ.30.07.2008. - Москва: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. - 24 с.
11. СТО РусГидро 01.01.78-2012: Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования. - Введ.07.08.2012. - Москва: ПАО РусГидро, 2012, - 56 с.
12. СП 40.2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.
13. СП 38.2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: ФГУП ЦПП, 2004.
14. СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения. - М.: ФГУП ЦПП, 2012.
15. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П. Г. Киселева. - М.: Энергия, 1974. - 312 с...39


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ