ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕЖДУРЕЧЕНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ УСА. АЛГОРИТМЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
|
СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ МЕЖДУРЕЧЕНСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общая часть 10
1.1 Климат 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Инженерно-геологические условия 13
2 Водно-энергетические расчеты 15
2.1 Регулирование стока воды 15
2.1.1 Определение максимальных расчетных расходов 15
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 17
2.1.3 Выбор расчетных гидрографов 19
2.2 Определение установленной мощности на основе водно-энергетических
расчетов 21
2.2.1 Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по
требованиям ВХК 21
2.2.2 Баланс энергии 22
2.2.3 Водно-энергетический расчет в маловодном году 24
2.2.4 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов оборудования
24
2.2.5 Баланс мощностей 25
2.2.6 Определение установленной мощности 26
2.2.7 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС в средневодном
году 26
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 27
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 27
3.1.1 Построение режимного поля 27
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам .. 29
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 34
3.3 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским
потолком и неполным углом охвата 36
3.4 Выбор типа серийного генератора 39
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 40
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 синхронного генератора 41
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными
блоками 42
4.2.3 Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединенным
блоком 44
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 45
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 46
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического
расчета 47
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1 Расчет исходных данных 50
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 51
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 52
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 53
4.8.1 Выбор комплектного распределительного устройства на генераторное
напряжение 10,5 кВ 53
4.8.2 Выбор разъединителей на генераторное напряжение 10,5 кВ 54
4.8.3 Выбор трансформаторов тока на генераторное напряжение 10,5 кВ . 54
4.8.4 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 54
4.8.5 Выбор параметров КРУЭ 220 55
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 56
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 56
5.1 Релейная защита и автоматика 56
5.2 Технические данные защищаемого оборудования 57
5.3 Перечень защит блока генератор-трансформатор 58
5.4 Расчет номинальных токов, выбор системы возбуждения и
выпрямительный трансформатор 60
5.5 Описание защит и расчет их уставок 62
5.5.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 62
5.5.2 Продольная дифференциальная защита (TAG) 65
5.5.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 68
5.5.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 71
5.5.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 72
5.5.6 Защита от симметричных перегрузок (I1) 75
5.5.7 Дистанционная защита генератора (Zi<), (Z2<) 78
5.5.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 80
5.6 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 82
6 Компоновка и сооружения гидроузла 82
6.1 Обоснование класса ГТС 82
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 83
6.2.1 Определение отметки гребня глухой бетонной плотины 83
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 85
6.2.3 Определение отметки гребня водослива 87
Определение отметки гребня водослива: 88
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 88
6.2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 89
6.2.6 Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосбросы 90
6.3 Конструирование плотины 90
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 90
6.3.2 Разрезка бетонных плотин швами 91
6.3.3 Быки 91
6.3.4 Устои 91
6.3.5 Дренаж тела бетонных плотин 92
6.3.6 Галереи в теле плотины 92
6.3.7 Основные элементы плотины 92
6.4 Конструктивные элементы нижнего бьефа 93
6.4.1 Водобой 93
6.4.2 Рисберма 93
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 94
6.5.1 Вес сооружения и затворов 94
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 94
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 95
6.5.4 Сила фильтрационного давления 96
6.5.5 Давление грунта 96
6.5.6 Волновое давление 96
6.6 Оценка прочности плотины 97
6.7 Критерии прочности плотины и ее основания 99
6.8 Обоснование устойчивости плотины 100
7 Мероприятия по охране окружающей среды 101
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 101
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 102
7.3 Основные мероприятия по охране окружающей среды в данный период
103
7.4 Отходы, образующиеся при строительстве 104
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 105
8 Мероприятия по пожарной безопасности. Охрана труда 105
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 105
8.2 Опасные производственные факторы, действующие на предприятии ... 106
8.3 Охрана труда Междуреченской ГЭС. Общие положения 106
8.4 Требования охраны и безопасности труда по оказанию первой помощи 109
8.5 Пожарная безопасность 110
8.5.1 Пожарная безопасность. Общие требования 110
8.5.2 Объекты водяного пожаротушения 112
8.5.3 Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 113
8.5.4 Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 114
9 Технико-экономические показатели 115
9.1 Оценка объемов реализации энергии и расходов 115
9.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 115
9.1.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 116
9.1.3 Налоговые расходы 119
9.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 120
9.3 Анализ денежных потоков 120
9.4 Оценка инвестиционного проекта 121
9.4.1 Методология, исходные данные и оценка инвестиционного проекта 122
9.4.2 Показатели коммерческой эффективности проекта 122
9.4.3 Бюджетная эффективность 123
9.5 Анализ чувствительности 124
10 Алгоритмы цифровой обработки данных в микропроцессорных устройствах
релейной защиты и автоматики 126
10.1 Цифровая обработка данных 126
10.2 Источники аналогового сигнала для МПУ 126
10.2.1 Цифровые трансформаторы 126
10.2.2 Электромагнитные трансформаторы 127
10.3 Структура цифровой обработки данных 128
10.4 Алгоритмы цифровой обработки сигналов 130
10.4.1 Дискретное преобразование Фурье 130
10.4.2 Использование отрезка правильной трансформации 131
10.4.3 Использование искусственной нейронной сети 132
10.4.4 Применение измерительного органа тока 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 139
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 142
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 146
ПРИЛОЖЕНИЕ В Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 152
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общая часть 10
1.1 Климат 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Инженерно-геологические условия 13
2 Водно-энергетические расчеты 15
2.1 Регулирование стока воды 15
2.1.1 Определение максимальных расчетных расходов 15
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 17
2.1.3 Выбор расчетных гидрографов 19
2.2 Определение установленной мощности на основе водно-энергетических
расчетов 21
2.2.1 Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по
требованиям ВХК 21
2.2.2 Баланс энергии 22
2.2.3 Водно-энергетический расчет в маловодном году 24
2.2.4 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов оборудования
24
2.2.5 Баланс мощностей 25
2.2.6 Определение установленной мощности 26
2.2.7 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС в средневодном
году 26
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 27
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 27
3.1.1 Построение режимного поля 27
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам .. 29
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 34
3.3 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским
потолком и неполным углом охвата 36
3.4 Выбор типа серийного генератора 39
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 40
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 синхронного генератора 41
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными
блоками 42
4.2.3 Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединенным
блоком 44
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 45
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 46
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического
расчета 47
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1 Расчет исходных данных 50
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 51
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 52
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 53
4.8.1 Выбор комплектного распределительного устройства на генераторное
напряжение 10,5 кВ 53
4.8.2 Выбор разъединителей на генераторное напряжение 10,5 кВ 54
4.8.3 Выбор трансформаторов тока на генераторное напряжение 10,5 кВ . 54
4.8.4 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 54
4.8.5 Выбор параметров КРУЭ 220 55
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 56
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 56
5.1 Релейная защита и автоматика 56
5.2 Технические данные защищаемого оборудования 57
5.3 Перечень защит блока генератор-трансформатор 58
5.4 Расчет номинальных токов, выбор системы возбуждения и
выпрямительный трансформатор 60
5.5 Описание защит и расчет их уставок 62
5.5.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 62
5.5.2 Продольная дифференциальная защита (TAG) 65
5.5.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 68
5.5.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 71
5.5.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 72
5.5.6 Защита от симметричных перегрузок (I1) 75
5.5.7 Дистанционная защита генератора (Zi<), (Z2<) 78
5.5.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 80
5.6 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 82
6 Компоновка и сооружения гидроузла 82
6.1 Обоснование класса ГТС 82
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 83
6.2.1 Определение отметки гребня глухой бетонной плотины 83
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 85
6.2.3 Определение отметки гребня водослива 87
Определение отметки гребня водослива: 88
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 88
6.2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 89
6.2.6 Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосбросы 90
6.3 Конструирование плотины 90
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 90
6.3.2 Разрезка бетонных плотин швами 91
6.3.3 Быки 91
6.3.4 Устои 91
6.3.5 Дренаж тела бетонных плотин 92
6.3.6 Галереи в теле плотины 92
6.3.7 Основные элементы плотины 92
6.4 Конструктивные элементы нижнего бьефа 93
6.4.1 Водобой 93
6.4.2 Рисберма 93
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 94
6.5.1 Вес сооружения и затворов 94
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 94
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 95
6.5.4 Сила фильтрационного давления 96
6.5.5 Давление грунта 96
6.5.6 Волновое давление 96
6.6 Оценка прочности плотины 97
6.7 Критерии прочности плотины и ее основания 99
6.8 Обоснование устойчивости плотины 100
7 Мероприятия по охране окружающей среды 101
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 101
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 102
7.3 Основные мероприятия по охране окружающей среды в данный период
103
7.4 Отходы, образующиеся при строительстве 104
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 105
8 Мероприятия по пожарной безопасности. Охрана труда 105
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 105
8.2 Опасные производственные факторы, действующие на предприятии ... 106
8.3 Охрана труда Междуреченской ГЭС. Общие положения 106
8.4 Требования охраны и безопасности труда по оказанию первой помощи 109
8.5 Пожарная безопасность 110
8.5.1 Пожарная безопасность. Общие требования 110
8.5.2 Объекты водяного пожаротушения 112
8.5.3 Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 113
8.5.4 Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 114
9 Технико-экономические показатели 115
9.1 Оценка объемов реализации энергии и расходов 115
9.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 115
9.1.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 116
9.1.3 Налоговые расходы 119
9.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 120
9.3 Анализ денежных потоков 120
9.4 Оценка инвестиционного проекта 121
9.4.1 Методология, исходные данные и оценка инвестиционного проекта 122
9.4.2 Показатели коммерческой эффективности проекта 122
9.4.3 Бюджетная эффективность 123
9.5 Анализ чувствительности 124
10 Алгоритмы цифровой обработки данных в микропроцессорных устройствах
релейной защиты и автоматики 126
10.1 Цифровая обработка данных 126
10.2 Источники аналогового сигнала для МПУ 126
10.2.1 Цифровые трансформаторы 126
10.2.2 Электромагнитные трансформаторы 127
10.3 Структура цифровой обработки данных 128
10.4 Алгоритмы цифровой обработки сигналов 130
10.4.1 Дискретное преобразование Фурье 130
10.4.2 Использование отрезка правильной трансформации 131
10.4.3 Использование искусственной нейронной сети 132
10.4.4 Применение измерительного органа тока 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 139
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 142
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 146
ПРИЛОЖЕНИЕ В Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 152
Энергетический кризис, вызванный истощением запасов ископаемого топлива, и быстро растущие экологические проблемы привели к тому, что во всем мире возник интерес к использованию природных возобновляемых источников энергии. Среди них энергия водных потоков занимает очень важное место по запасам и масштабам использования. Стабильность водных потоков и широкие возможности регулирования их энергии позволяют создавать более простые и дешевые системы балансировки параметров выработки и производства электроэнергии.
Себестоимость производства одного кВт/ч электроэнергии на гидроэлектростанциях в семь-десять раз ниже, чем на тепловых или атомных электростанциях, то есть на порядки. Источником энергии является проточная вода, которая, в отличие от нефти, газа, твердого и ядерного топлива, всегда возобновляема. С постепенным созданием альтернативных источников энергии доля гидроэнергетики в энергобалансе страны со временем будет увеличиваться, а уровень развития энергетики будет отражать достигнутый страной технологический и экономический потенциал. Поэтому гидроэнергетика, как наиболее передовой, экологически безопасный и инвестиционно привлекательный сектор национальной экономики, должна стать структурным лидером в развитии энергетического сектора в ближайшие десятилетия.
Следует иметь в виду, что гидроэлектростанции могут быть построены практически на любом водотоке, соответственно варьируется и мощность агрегатов. Для гидроэлектростанций характерны разрушительные элементы, которые могут в короткие сроки привести к огромным материальным потерям и, что самое главное, к значительным человеческим жертвам. Поэтому при проектировании гидротехнических сооружений необходимо приложить чрезвычайно серьезные усилия для обеспечения качественного и безопасного использования водных ресурсов.
Целью проекта является проектирование Междуреченской ГЭС на реке Уса, ее конструктивной и электрической частей, выбор основного гидроэнергетического и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и техники безопасности, технико-экономическое обоснование эффективности проекта и подготовка специального вопроса - «Исследование возможности применения алгоритмов цифровой обработки сигналов для трансформаторов тока при сочетании с современной микропроцессорной техникой».
Себестоимость производства одного кВт/ч электроэнергии на гидроэлектростанциях в семь-десять раз ниже, чем на тепловых или атомных электростанциях, то есть на порядки. Источником энергии является проточная вода, которая, в отличие от нефти, газа, твердого и ядерного топлива, всегда возобновляема. С постепенным созданием альтернативных источников энергии доля гидроэнергетики в энергобалансе страны со временем будет увеличиваться, а уровень развития энергетики будет отражать достигнутый страной технологический и экономический потенциал. Поэтому гидроэнергетика, как наиболее передовой, экологически безопасный и инвестиционно привлекательный сектор национальной экономики, должна стать структурным лидером в развитии энергетического сектора в ближайшие десятилетия.
Следует иметь в виду, что гидроэлектростанции могут быть построены практически на любом водотоке, соответственно варьируется и мощность агрегатов. Для гидроэлектростанций характерны разрушительные элементы, которые могут в короткие сроки привести к огромным материальным потерям и, что самое главное, к значительным человеческим жертвам. Поэтому при проектировании гидротехнических сооружений необходимо приложить чрезвычайно серьезные усилия для обеспечения качественного и безопасного использования водных ресурсов.
Целью проекта является проектирование Междуреченской ГЭС на реке Уса, ее конструктивной и электрической частей, выбор основного гидроэнергетического и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и техники безопасности, технико-экономическое обоснование эффективности проекта и подготовка специального вопроса - «Исследование возможности применения алгоритмов цифровой обработки сигналов для трансформаторов тока при сочетании с современной микропроцессорной техникой».
В данной работе были рассчитаны и определены основные параметры и объекты Междуреченского гидроузла на реке Уса, являющимся сооружением I класса.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность, которая равна 136 МВт, и среднемноголетняя выработка 653 млн. кВтч.
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 - 48,61 м;
- расчетный - 35,82 м;
- минимальный - 30,71 м.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ50-В и ПЛД5О-В60. В результате расчетов был выбран оптимальный вариант с тремя гидротурбинами ПЛ50-В-475. По справочным данным для данной турбины с синхронной частотой вращения 150 об/мин подобран серийный гидрогенератор СВ-685/80-40 с номинальной активной мощность 45 МВт.
Затем была выбрана структурная схема ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 5 присоединений (3 одиночных блока, 4 отходящие воздушные линии) с двумя рабочими системами шин. По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТДЦ 80000/220-У1, трансформаторы собственных нужд ТСЗН-1600/10, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-150/19.
Далее был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята русловой с водосбросами раздельного типа. В состав сооружения входят:
- левобережная глухая бетонная плотина;
- станционная часть;
- водосбросная часть;
- правобережная глухая бетонная плотина;
Расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 49,19 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 297,68 м;
- число водопропускных отверстий - 34;
- ширина пролетов - 6 м;
- отметка гребня плотины - 356,6 м.
Также произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основных нагрузках. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,475 для основных нагрузок (нормативное значение для сооружений I класса - 1,25). Таким образом, плотина Междуреченского
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 - 132 месяца;
- чистый приведенный доход - 223,2 млн.руб.;
- себестоимость электроэнергии - 0,25 руб/кВтч;
- удельные капиталовложения - 92559,6 руб/кВт.
Таким образом, строительство Междуреченского гидроузла является актуальным и выгодным с точки зрения технико-экономических показателей.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность, которая равна 136 МВт, и среднемноголетняя выработка 653 млн. кВтч.
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 - 48,61 м;
- расчетный - 35,82 м;
- минимальный - 30,71 м.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ50-В и ПЛД5О-В60. В результате расчетов был выбран оптимальный вариант с тремя гидротурбинами ПЛ50-В-475. По справочным данным для данной турбины с синхронной частотой вращения 150 об/мин подобран серийный гидрогенератор СВ-685/80-40 с номинальной активной мощность 45 МВт.
Затем была выбрана структурная схема ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 5 присоединений (3 одиночных блока, 4 отходящие воздушные линии) с двумя рабочими системами шин. По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТДЦ 80000/220-У1, трансформаторы собственных нужд ТСЗН-1600/10, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-150/19.
Далее был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята русловой с водосбросами раздельного типа. В состав сооружения входят:
- левобережная глухая бетонная плотина;
- станционная часть;
- водосбросная часть;
- правобережная глухая бетонная плотина;
Расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 49,19 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 297,68 м;
- число водопропускных отверстий - 34;
- ширина пролетов - 6 м;
- отметка гребня плотины - 356,6 м.
Также произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основных нагрузках. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,475 для основных нагрузок (нормативное значение для сооружений I класса - 1,25). Таким образом, плотина Междуреченского
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 - 132 месяца;
- чистый приведенный доход - 223,2 млн.руб.;
- себестоимость электроэнергии - 0,25 руб/кВтч;
- удельные капиталовложения - 92559,6 руб/кВт.
Таким образом, строительство Междуреченского гидроузла является актуальным и выгодным с точки зрения технико-экономических показателей.