ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАССОХСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ РАССОХА. УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
|
СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ РАССОХСКОЙ 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 20
2.2.1. Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и
по требованиям ВХК 20
2.2.2. Баланс энергии 21
2.2.3. Водно-энергетический расчет в маловодном году 23
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 35
3.4. Расчёт гидрогенератора 39
3.5. Выбор вспомогательного оборудования 41
4. Электрическая часть 41
4.1. Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 41
4.2. Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 42
4.2.1. Выбор синхронного генератора 42
4.2.2. Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными
блоками 42
4.2.3. Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединённым
блоком 44
4.2.4. Выбор трансформаторов собственных нужд 46
4.3. Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 47
4.4. Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического
расчёта 48
4.5. Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6. Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1. Расчёт 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 расчётных токов рабочего и утяжелённого 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 55
4.8.4. Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 55
4.8.5. Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 110 кВ 56
4.8.6. Выбор трансформаторов тока и напряжения на напряжение 110 кВ 56
4.9. Выбор вспомогательного электрооборудования 57
5. Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 57
5.1. Релейная защита и автоматика 57
5.2. Технические данные защищаемого оборудования 58
5.3. Перечень защит блока генератор -трансформатор 59
5.4. Расчёт номинальных токов, выбор системы возбуждения и
выпрямительный трансформатор 61
5.5. Описание защит и расчёт их уставок 64
5.5.1. Расчёт уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 64
5.5.2. Продольная дифференциальная защита (IAG) 67
5.5.3. Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 72
5.5.4. Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 75
5.5.5. Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 75
5.5.6. Защита от симметричных перегрузок (I1) 82
5.5.7. Дистанционная защита генератора (Zi<), (Z2<) 85
5.5.8. Защита от перегрузки обмотки ротора 90
5.6. Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор и
высоковольтных линий электропередачи 93
5.7. Таблица уставок и матрица отключений защит 94
6. Компоновка и сооружения гидроузла 94
6.1. Назначение класса ГТС 94
6.2. Проектирование сооружений напорного фронта 95
6.2.1. Определение отметки гребня плотины 95
6.2.2. Определение ширины водосливного фронта 99
6.2.3. Определение отметки гребня водослива 100
6.2.4. Проверка пропуска поверочного расчетного расхода 101
6.2.5. Построение профиля водосливной грани 102
6.2.6. Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 103
6.2.7. Расчет водобойной плиты 104
6.2.8. Расчет водобойного колодца 104
6.2.9. Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосбросы 106
6.3. Конструирование плотины 107
6.3.1. Определение ширины подошвы плотины 107
6.3.2. Разрезка бетонных плотин швами 109
6.3.3. Быки 110
6.3.4. Галереи в теле плотины 110
6.3.5. Понур 110
6.3.6. Шпунт 110
6.3.7. Дренажные устройства в основании 111
6.4. Конструктивные элементы нижнего бьефа 111
6.4.1. Водобой 111
6.4.2. Рисберма 111
6.4.3. Ковш 111
6.5. Определение основных нагрузок на плотину 112
6.5.1. Вес сооружения и затворов 112
6.5.2. Сила гидростатического давления воды 113
6.5.3. Равнодействующая взвешивающего давления 114
6.5.4. Сила фильтрационного давления 114
6.5.5. Давление грунта 115
6.5.6. Волновое давление 116
6.5.7. Давление пригрузки воды 117
6.6. Оценка прочности плотины 117
6.7. Критерии прочности плотины и её основания 120
6.8. Обоснование устойчивости плотины 121
7. Мероприятия по охране окружающей среды 122
7.1. Общие сведения о районе строительства 122
7.2. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 122
7.3. Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 124
7.4. Основные мероприятия по охране окружающей среды в данный период 125
7.5. Отходы, образующиеся при строительстве 126
7.6. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 127
8. Пожарная безопасность. Охрана труда. Безопасность ГТС 129
8.1. Безопасность гидротехнических сооружений 129
8.2. Опасные производственные факторы, действующие на предприятии .. 130
8.3. Охрана труда Рассохской ГЭС. Общие положения 130
8.4. Требования охраны и безопасности труда по оказанию первой помощи 133
8.5. Пожарная безопасность 133
8.5.1. Противопожарная безопасность. Общие требования 133
8.5.2. Объекты водяного пожаротушения 135
8.5.3. Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 137
8.5.4. Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 138
9. Технико-экономические показатели 139
9.1. Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 139
9.1.2. Текущие расходы по гидроузлу 140
9.1.3. Налоговые расходы 143
9.2. Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 144
9.3. Анализ денежных потоков 145
9.4. Оценка инвестиционного проекта 145
9.4.1. Методология, исходные данные 145
9.4.2. Коммерческая эффективность 146
9.4.3. Бюджетная эффективность 147
9.5 Анализ чувствительности 147
10. Устройства релейной защиты блочных трансформаторов 149
10.1. Общие положения 149
10.2. Особенности защиты блоков 150
10.3. Требования к защите блока 152
10.4. Защиты блочных трансформаторов 153
10.4.1. Виды применяемых защит 153
10.4.2. Защиты трансформаторов блока Зейской ГЭС 154
10.4.3. Дифференциальная защита Зейской ГЭС 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 161
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 163
ПРИЛОЖЕНИЕ А 168
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 172
ПРИЛОЖЕНИЕ В 176
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 20
2.2.1. Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и
по требованиям ВХК 20
2.2.2. Баланс энергии 21
2.2.3. Водно-энергетический расчет в маловодном году 23
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 35
3.4. Расчёт гидрогенератора 39
3.5. Выбор вспомогательного оборудования 41
4. Электрическая часть 41
4.1. Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 41
4.2. Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 42
4.2.1. Выбор синхронного генератора 42
4.2.2. Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными
блоками 42
4.2.3. Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединённым
блоком 44
4.2.4. Выбор трансформаторов собственных нужд 46
4.3. Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного
устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 47
4.4. Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического
расчёта 48
4.5. Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6. Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1. Расчёт 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 расчётных токов рабочего и утяжелённого 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 55
4.8.4. Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 55
4.8.5. Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 110 кВ 56
4.8.6. Выбор трансформаторов тока и напряжения на напряжение 110 кВ 56
4.9. Выбор вспомогательного электрооборудования 57
5. Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 57
5.1. Релейная защита и автоматика 57
5.2. Технические данные защищаемого оборудования 58
5.3. Перечень защит блока генератор -трансформатор 59
5.4. Расчёт номинальных токов, выбор системы возбуждения и
выпрямительный трансформатор 61
5.5. Описание защит и расчёт их уставок 64
5.5.1. Расчёт уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 64
5.5.2. Продольная дифференциальная защита (IAG) 67
5.5.3. Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 72
5.5.4. Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 75
5.5.5. Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 75
5.5.6. Защита от симметричных перегрузок (I1) 82
5.5.7. Дистанционная защита генератора (Zi<), (Z2<) 85
5.5.8. Защита от перегрузки обмотки ротора 90
5.6. Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор и
высоковольтных линий электропередачи 93
5.7. Таблица уставок и матрица отключений защит 94
6. Компоновка и сооружения гидроузла 94
6.1. Назначение класса ГТС 94
6.2. Проектирование сооружений напорного фронта 95
6.2.1. Определение отметки гребня плотины 95
6.2.2. Определение ширины водосливного фронта 99
6.2.3. Определение отметки гребня водослива 100
6.2.4. Проверка пропуска поверочного расчетного расхода 101
6.2.5. Построение профиля водосливной грани 102
6.2.6. Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 103
6.2.7. Расчет водобойной плиты 104
6.2.8. Расчет водобойного колодца 104
6.2.9. Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосбросы 106
6.3. Конструирование плотины 107
6.3.1. Определение ширины подошвы плотины 107
6.3.2. Разрезка бетонных плотин швами 109
6.3.3. Быки 110
6.3.4. Галереи в теле плотины 110
6.3.5. Понур 110
6.3.6. Шпунт 110
6.3.7. Дренажные устройства в основании 111
6.4. Конструктивные элементы нижнего бьефа 111
6.4.1. Водобой 111
6.4.2. Рисберма 111
6.4.3. Ковш 111
6.5. Определение основных нагрузок на плотину 112
6.5.1. Вес сооружения и затворов 112
6.5.2. Сила гидростатического давления воды 113
6.5.3. Равнодействующая взвешивающего давления 114
6.5.4. Сила фильтрационного давления 114
6.5.5. Давление грунта 115
6.5.6. Волновое давление 116
6.5.7. Давление пригрузки воды 117
6.6. Оценка прочности плотины 117
6.7. Критерии прочности плотины и её основания 120
6.8. Обоснование устойчивости плотины 121
7. Мероприятия по охране окружающей среды 122
7.1. Общие сведения о районе строительства 122
7.2. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 122
7.3. Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 124
7.4. Основные мероприятия по охране окружающей среды в данный период 125
7.5. Отходы, образующиеся при строительстве 126
7.6. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 127
8. Пожарная безопасность. Охрана труда. Безопасность ГТС 129
8.1. Безопасность гидротехнических сооружений 129
8.2. Опасные производственные факторы, действующие на предприятии .. 130
8.3. Охрана труда Рассохской ГЭС. Общие положения 130
8.4. Требования охраны и безопасности труда по оказанию первой помощи 133
8.5. Пожарная безопасность 133
8.5.1. Противопожарная безопасность. Общие требования 133
8.5.2. Объекты водяного пожаротушения 135
8.5.3. Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 137
8.5.4. Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 138
9. Технико-экономические показатели 139
9.1. Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 139
9.1.2. Текущие расходы по гидроузлу 140
9.1.3. Налоговые расходы 143
9.2. Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 144
9.3. Анализ денежных потоков 145
9.4. Оценка инвестиционного проекта 145
9.4.1. Методология, исходные данные 145
9.4.2. Коммерческая эффективность 146
9.4.3. Бюджетная эффективность 147
9.5 Анализ чувствительности 147
10. Устройства релейной защиты блочных трансформаторов 149
10.1. Общие положения 149
10.2. Особенности защиты блоков 150
10.3. Требования к защите блока 152
10.4. Защиты блочных трансформаторов 153
10.4.1. Виды применяемых защит 153
10.4.2. Защиты трансформаторов блока Зейской ГЭС 154
10.4.3. Дифференциальная защита Зейской ГЭС 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 161
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 163
ПРИЛОЖЕНИЕ А 168
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 172
ПРИЛОЖЕНИЕ В 176
Потребление электроэнергии является обязательным условием существования человечества. В настоящее время количество потребителей электрической энергии стремительно растет за счет развития технологий, поэтому необходимо наращивать генерирующие мощности. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях различного типа.
Гидроэлектростанции занимают фундаментальное место в современных энергосистемах, выполняя основную роль регулирования их параметров в нестабильных режимах, а также покрывая пиковые части графиков нагрузки.
Электрическая нагрузка промышленного сектора экономики страны, подключаемая к высоковольтным системообразующим сетям, сильно преобладала в общей структуре нагрузок Сибирского региона. Электрическая нагрузка населения, сферы услуг, подключаемая к низковольтным - распределительным сетям, была минимальной. В настоящее время ситуация меняется, нагрузка промышленного производства падает, а населения и сферы услуг растет. В результате перегруженными оказываются сети низкого напряжения 35 кВ и ниже. Тем не менее по уровню электропотребления Западная Сибирь занимает третье место в России и основной сферой потребления электроэнергии остаётся промышленность. Выработка составляет порядка 128 млрд. кВт.ч.
Основными проблемами в энергосистеме Сибири являются:
- ограниченность ввода в действие новых производственных мощностей во всех отраслях топливно-энергетического комплекса области при недостаточных предложениях со стороны инвесторов;
- отсутствие развитой инфраструктуры объектов малой энергетики;
- изменение характера нагрузки энергосистемы;
- необходимость улучшения экологии районов севера;
- повышенная зависимость топливно-энергетического комплекса области от состояния централизованного рынка энергоресурсов, незначительное использование альтернативных традиционным видов топлива для производства тепловой и электрической энергии.
Из перечисленных выше проблем и факторов можно сделать вывод, что создание на территории области ГЭС повлечет за собой положительный эффект и поспособствует развитию топливо-энергетического комплекса.
Целью данной работы является: определение установленной мощности, выбор основного и вспомогательного оборудования, расчет гидротехнических сооружений, расчет защит гидрогенератора, экономическое обоснование строительства Рассохской ГЭС на реке Рассоха, а также проработка специального вопроса - «Устройства релейной защиты блочных трансформаторов».
Гидроэлектростанции занимают фундаментальное место в современных энергосистемах, выполняя основную роль регулирования их параметров в нестабильных режимах, а также покрывая пиковые части графиков нагрузки.
Электрическая нагрузка промышленного сектора экономики страны, подключаемая к высоковольтным системообразующим сетям, сильно преобладала в общей структуре нагрузок Сибирского региона. Электрическая нагрузка населения, сферы услуг, подключаемая к низковольтным - распределительным сетям, была минимальной. В настоящее время ситуация меняется, нагрузка промышленного производства падает, а населения и сферы услуг растет. В результате перегруженными оказываются сети низкого напряжения 35 кВ и ниже. Тем не менее по уровню электропотребления Западная Сибирь занимает третье место в России и основной сферой потребления электроэнергии остаётся промышленность. Выработка составляет порядка 128 млрд. кВт.ч.
Основными проблемами в энергосистеме Сибири являются:
- ограниченность ввода в действие новых производственных мощностей во всех отраслях топливно-энергетического комплекса области при недостаточных предложениях со стороны инвесторов;
- отсутствие развитой инфраструктуры объектов малой энергетики;
- изменение характера нагрузки энергосистемы;
- необходимость улучшения экологии районов севера;
- повышенная зависимость топливно-энергетического комплекса области от состояния централизованного рынка энергоресурсов, незначительное использование альтернативных традиционным видов топлива для производства тепловой и электрической энергии.
Из перечисленных выше проблем и факторов можно сделать вывод, что создание на территории области ГЭС повлечет за собой положительный эффект и поспособствует развитию топливо-энергетического комплекса.
Целью данной работы является: определение установленной мощности, выбор основного и вспомогательного оборудования, расчет гидротехнических сооружений, расчет защит гидрогенератора, экономическое обоснование строительства Рассохской ГЭС на реке Рассоха, а также проработка специального вопроса - «Устройства релейной защиты блочных трансформаторов».
В данной работе были рассчитаны и определены основные параметры и объекты Рассохского гидроузла на реке Рассоха, являющегося сооружением II класса.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность, которая равна 45 МВт, и среднемноголетняя выработка 143 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 - 31,90 м;
- расчетный - 26,20 м;
- минимальный - 24,40 м.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ40а-В и ПЛ40б-В. В результате расчетов был выбран оптимальный вариант с двумя гидротурбинами ПЛ40б-В-500. По справочным данным для данной турбины с синхронной частотой вращения 166,7 об/мин подобран серийный гидрогенератор СВ-560/80- -36 с номинальной активной мощность 45 МВт.
Затем была выбрана структурная схема ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 7 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 40000/110-УХЛ1, трансформаторы собственных нужд ТЛС-400/10, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-70/11.
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 каменно-земляная плотина c ядром;
- левобережная глухая бетонная плотина;
- станционная часть;
- водосбросная часть;
- правобережная глухая бетонная плотина;
- правобережная каменно-земляная плотина c ядром.
Расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 27,3 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 62,00 м;
- число водопропускных отверстий - 4;
- ширина пролетов - 3 м;
- отметка гребня плотины - 99,00 м.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, применяется две водобойные стенки. Также произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основных нагрузках. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,43 для основных нагрузок (нормативное значение для сооружений II класса - 1,15). Таким образом, плотина Рассохского 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 - 346 месяца;
- чистый приведенный доход - 26 млн.руб.;
- себестоимость электроэнергии - 0,27 руб/кВтш;
- удельные капиталовложения - 82719 руб/кВт.
Таким образом, строительство Рассохского гидроузла является актуальным и выгодным с точки зрения технико -экономических показателей.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность, которая равна 45 МВт, и среднемноголетняя выработка 143 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 - 31,90 м;
- расчетный - 26,20 м;
- минимальный - 24,40 м.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ40а-В и ПЛ40б-В. В результате расчетов был выбран оптимальный вариант с двумя гидротурбинами ПЛ40б-В-500. По справочным данным для данной турбины с синхронной частотой вращения 166,7 об/мин подобран серийный гидрогенератор СВ-560/80- -36 с номинальной активной мощность 45 МВт.
Затем была выбрана структурная схема ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 7 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 40000/110-УХЛ1, трансформаторы собственных нужд ТЛС-400/10, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-70/11.
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 каменно-земляная плотина c ядром;
- левобережная глухая бетонная плотина;
- станционная часть;
- водосбросная часть;
- правобережная глухая бетонная плотина;
- правобережная каменно-земляная плотина c ядром.
Расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 27,3 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 62,00 м;
- число водопропускных отверстий - 4;
- ширина пролетов - 3 м;
- отметка гребня плотины - 99,00 м.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, применяется две водобойные стенки. Также произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основных нагрузках. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,43 для основных нагрузок (нормативное значение для сооружений II класса - 1,15). Таким образом, плотина Рассохского 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 - 346 месяца;
- чистый приведенный доход - 26 млн.руб.;
- себестоимость электроэнергии - 0,27 руб/кВтш;
- удельные капиталовложения - 82719 руб/кВт.
Таким образом, строительство Рассохского гидроузла является актуальным и выгодным с точки зрения технико -экономических показателей.