Тема: ПРОЕКТИРОВАНИЕ СКУММИДОНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ УРСДОН. СИСТЕМЫ СТАЦИОНАРНОГО ВИБРОКОНТРОЛЯ. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 10
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий
функционирование гидроэлектростанции 11
1.1. Природные условия 11
1.1.1 Климат 11
1.1.2 Гидрологические данные 11
1.1.3 Сейсмические условия 12
1.2 Аналог проектируемого гидроузла 12
2 Водно-энергетический расчет и выбор установленной мощности 13
2.1 Регулирование стока воды 13
2.1.1 Исходные данные 13
2.1.2 Определение максимальных расчетных расходов 13
2.1.3 Кривые обеспеченности расходов 14
2.1.4 Выбор расчетного средневодного года 15
2.1.5 Выбор расчетного маловодного года 15
2.1.6 Корректировка расходов и построение гидрографа 16
2.1.7 Определение типа регулирования 17
2.2 Определение установленной мощности на основании водно¬энергетического расчета 17
2.2.1 Расчет режима работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственного комплекса 17
2.2.2 Баланс энергии 18
2.2.3 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном
году 20
2.2.4 Расчет установленной мощности проектируемой ГЭС 20
2.2.5 Баланс мощности 20
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в средневодном
году, определение среднемноголетней выработки 21
2.2.7 Определение дублирующей мощности ГЭС 22
2.2.8 Построение режимного поля 23
3 Основное и вспомогательное оборудование ГЭС 25
3.1 Выбор системы и типа гидротурбины 25
3.2 Выбор номинального диаметра рабочего колеса 25
3.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 29
3.4 Расчёт и построение плана металлической спиральной камеры с круглым
сечением и полным охватом 30
3.5 Выбор типа серийного генератора 34
3.6 Расчёт деталей и узлов гидротурбины 35
3.6.1 Расчет вала на прочность 35
3.6.2 Расчет подшипника 35
3.7 Выбор вспомогательного оборудования 36
3.7.1 Выбор маслонапорной установки 36
3.7.2 Выбор электрогидравического регулятора 36
4 Электрическая часть 38
4.1 Выбор структурных схем электрических соединений ГЭС 38
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 38
4.2.1 Выбор синхронного генератора 38
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным
блоком 39
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
блоком 41
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 42
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий, распределительного
устройства и марки проводов воздушной линий 42
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике -экономического расчета 44
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 45
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного коротких замыканий в главной
схеме при помощи программного обеспечения «RastrWin» с выбором оборудования 46
4.6.1 Расчёт исходных данных 46
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчёт токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 47
4.6.3 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 49
4.6.4 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 10,5 кВ 49
4.7 Выбор трансформаторов тока и напряжения 51
4.8 Выбор параметров КРУЭ 52
5 Релейная защита и автоматика 53
5.1 Перечень защит основного оборудования 53
5.2 Расчёт номинальных токов 55
5.3 Описание защит и расчёт уставок 56
5.3.1 Защиты системы возбуждения 56
5.3.2 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 58
5.3.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 61
5.3.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 63
5.3.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 64
5.3.6 Защита от симметричных перегрузок (I1) 69
5.3.7 Дистанционная защита генератора Z1 <, Z2 < 71
5.3.8 Защита от перегрузок обмотки ротора 74
5.4 Выбор комплекса защит блока генератор - трансформатор 76
5.5 Таблица уставок и матрица отключений 76
6 Компоновка сооружения гидроузла 77
6.1 Проектирование водосливной плотины 77
6.1.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины 77
6.1.2 Расчёт параметров волнового воздействия 77
6.2 Гидравлические расчёты 79
6.2.1 Расчёт пропускной способности гидроузла 79
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 81
6.2.3 Проверка на пропуск расчётного расходах при поверочном расчётном
случае 83
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 84
6.2.5 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 85
6.2.6 Расчёт водобойной плиты 86
6.2.7 Расчет водобойной стенки 87
6.3 Конструирование плотины 89
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 89
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 89
6.3.3 Быки 90
6.3.4 Устои 90
6.3.5 Дренаж тела бетонной плотины 90
6.3.6 Галереи в теле плотины 90
6.4 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины .... 91
6.4.1 Дренажные устройства в основании 91
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 91
6.5.1 Вес сооружения 91
6.5.2 Расчёты гидростатического давления 92
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 92
6.5.4 Сила фильтрационного давления 93
6.5.5 Давление грунта 93
6.5.6 Расчёт волнового давления 95
6.6 Расчёт прочности плотины 96
6.6.1 Определение напряжений 96
6.6.2 Критерии прочности плотины 98
6.6.3 Расчёт устойчивости плотины 99
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды 101
7.1 Охрана труда 101
7.1.1 Система управления охраной труда 103
7.2 Пожарная безопасность 105
7.3 Охрана окружающей среды 108
7.3.1 Общие сведения о районе строительства 108
7.3.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 109
7.3.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 111
7.4 Отходы, образующиеся при строительстве 113
7.4.1 Лом бетонных изделий, отходы бетона в кусковой форме 113
7.4.2 Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные 113
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 114
8 Технико-экономические показатели 116
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 116
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 116
8.3 Налоговые расходы 119
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 120
8.5 Анализ денежных потоков 120
8.6 Оценка инвестиционного проекта 121
8.7 Методология, исходные данные 121
8.8 Коммерческая эффективность 122
8.9 Бюджетная эффективность 122
8.10 Анализ чувствительности 123
9 Системы стационарного виброконтроля. Назначение, устройство, требования к системам 125
9.1 Задачи контроля вибрационного состояния гидроагрегатов 125
9.2 Устройство стационарных систем виброконтроля 125
9.2.1 Датчики вибрации 127
9.2.2 Система вибрационного контроля 3500 BENTLYNEVADA 129
9.2.3 Система диагностирования гидроагрегатов SIMENS 131
9.2.4 Аппаратно-программный комплекс автоматизированного мониторинга
биения вала гидроагрегатов 132
9.2.5 Система вибрационной диагностики гидроагрегатов «НПО ЦКТИ» 133
9.3 Требования к стационарным системам виброконтроля 134
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 139
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 141
ПРИЛОЖЕНИЕ А Анализ исходных данных 143
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Водно-энергетические расчеты 146
ПРИЛОЖЕНИЕ В Основное и вспомогательное оборудование 169
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Таблица уставок и матрица отключений 171
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Компоновка сооружения гидроузла
📖 Введение
Гидроэнергетика является наиболее эффективным способом получения электроэнергии, так как имеет высокое значение коэффициента полезного действия гидротурбин. Себестоимость производства электроэнергии на гидростанциях существенно меньше, чем на атомных и тепловых станциях, так как не требуется топливная составляющая, а используется возобновляемый источник энергии - текущая вода. Изменяя скорость водяного потока можно легко контролировать производительность гидроэлектростанции, благодаря чему гидроэлектростанции являются наиболее маневренными из всех типов электростанций.
Гидроэлектростанции считаются экологически безопасными объектами, так как не используется нефть, газ, твёрдое топливо и ядерное горючее, тем самым окружающая среда и атмосфера не загрязняются.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции и в процессе проработки, нахождение оптимальных проектных решений. В проект входят такие аспекты, как определение установленной мощности, выбор основного и вспомогательного оборудования, расчет гидротехнических сооружений, подготовка документации обоснования охраны окружающей среды и труда, а также экономическое обоснование пригодности проекта.
✅ Заключение
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчётных расходов для случаев: основного, с обеспеченностью 1 % и поверочного - 0,1%, равных 357 и 418м3/с соответственно.
В ходе водно-энергетических расчётов была выбрана установленная мощность, равная 47 МВт. Также был определён уровень мёртвого объёма, отметка которого составила 635,40 м. Полезный объём при отметке НПУ составил 0,00058км3. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила 124 млн. кВт • ч.
На этапе проектирования и выбора основного и вспомогательного оборудования определено оптимальное число и тип гидроагрегатов ГЭС. Для этого была построена область допустимых режимов работы (режимное поле по напору и расходу), на которой определены следующие напоры:
• максимальный - 79,38 м;
• расчётный - 77,51 м;
• минимальный - 77,23 м.
Выбрана гидротурбина РО75-В(б)-190. По результатам расчётов оптимальным оказалась установка 2 гидроагрегатов, с рабочими колёсами диаметром 1,9 м.
Для выбранной радиально-осевой турбины подобран серийный гидрогенератор СВ - 425/110-16У4 с номинальной активной мощностью 25 МВт.
Структурная схема ГЭС выбрана с одиночными блоками и принята схема КРУЭ - «Четырёхугольник». По справочным и каталожным данным заводов изготовителей выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТД32000/110, трансформаторы собственных нужд ТСЗ-630/10, для ЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС 185/29.
Опираясь на ПУЭ рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики и выполнен расчет уставок срабатывания защит гидрогенератора.
Схема гидроузла является деривационной. В состав Скуммидонского гидроузла входят:
Головной узел:
• глухие право- и левобережные бетонные плотины;
• водосливная плотина с тремя водосливными отверстиями;
• 2 донных водослива в левобережной глухой плотине;
• глубинный водоприёмник;
• деривационный тоннель;
Станционный узел:
• уравнительный резервуар;
• развилка деривационного тоннеля;
• здание ГЭС;
• КРУЭ 110 кВ;
• ЛЭП 110 кВ;
• отводящий канал;
Расчётным путем определены габаритные размеры и характерные отметки водосливной плотины:
• ширина подошвы - 9,5 м;
• отметка подошвы - 622.20 м;
• отметка гребная водослива - 631,50 м;
• число водосливных отверстий - 3;
• ширина водосливных отверстий - 3,0 м;
• отметка гребня плотины - 638,70 м.
Произведенная оценка плотины на прочность показала, что сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Следовательно, плотина Скуммидонской ГЭС отвечает требованиям надёжности.
В работе рассмотрены методы и средства диагностирования проблем и аварийных ситуаций, вызванных или служащих причиной вибрации



