СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ КОРАБЕЛЬНОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общая часть 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат 10
1.1.2 Г идрологические данные 10
1.1.3 Геология 12
1.1.4 Сейсмология 12
1.2 Энергоэкономическая характеристика района 12
1.3 Аналог проектируемого гидроузла 13
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Определение класса ГТС 14
2.2 Регулирование стока воды 14
2.2.1 Построение эмпирических кривых обеспеченности 14
2.2.2 Выбор расчетных маловодного и средневодного лет 15
2.2.3 Тип регулирования водохранилища 15
2.3 Определение установленной мощности станции 16
2.3.1 Выбор рабочей мощности. Первая итерация 16
2.3.2 Выбор рабочей мощности. Вторая итерация 18
2.3.3 Выбор дублирующей мощности 19
2.3.4 Расчет мощности резервов. Баланс мощности 20
3 Основное и вспомогательное оборудование 23
3.1 Выбор числа и типов гидроагрегатов 23
3.1.1 Построение режимного поля 23
3.1.2 Выбор числа и типа гидротурбин 24
3.1.3 Определение отметки установки рабочего колеса 29
3.2 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским
потолком и неполным углом охвата 30
3.3 Выбор типа серийного генератора 34
3.4 Расчет деталей и узлов гидротурбины 35
3.4.1 Расчет вала 35
3.4.2 Расчет турбинного подшипника 36
3.5 Выбор типа маслонапорной установки 38
3.6 Выбор электрогидравлического регулятора 38
4 Электрическая часть 39
4.1 Исходные данные для проектирования электрической части 39
4.2 Выбор структурной схемы электрических соединений 39
4.3 Выбор основного оборудования главной схемы 40
4.3.1 Выбор синхронных генераторов 40
4.3.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным
блоком 40
4.3.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы укрупненным и
одиночным блоками 42
4.3.4 Выбор трансформатора собственных нужд 44
4.4 Выбор количества отходящих линий распределительного устройства
высшего напряжения и марки их проводов 44
4.5 Выбор главной схемы 46
4.6 Выбор главной схемы 47
4.7 Расчет токов коротких замыканий 48
4.8 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режимов 48
4.9 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении
10,5 кВ 49
4.9.1 Выбор трансформаторов тока и напряжения 53
4.10 Выбор электротехнического оборудования на КРУЭ 110 кВ 56
4.10.1 Выбор трансформаторов тока и напряжения 60
5 Микропроцессорные электрические защиты генератора 62
5.1 Релейная защита и автоматика 62
5.2 Перечень защит основного оборудования 62
5.3 Расчёт номинальных токов 63
5.4 Выбор типа и параметров системы возбуждения и параметров
выпрямительного трансформатора возбуждения 66
5.5 Защиты выпрямительного трансформатора 68
5.5.1 Максимальная токовая защита (МТЗ) в цепи выпрямительного
трансформатора 68
5.5.2 Токовая отсечка (ТО) в цепи выпрямительного трансформатора 71
5.6 Описание защит и расчет их уставок 71
5.6.1 Продольная дифференциальная защита генератора IД G 71
5.6.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора
( UN( U 0 )) 75
5.6.3 Защита от повышения напряжения ( U 1 > ), ( U 2 > ) 78
5.6.4 Защита обратной последовательности от несимметричных
перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий ( I 2 ) 79
5.6.5 Защита от симметричных перегрузок (I 1 ) 84
5.6.6 Дистанционная защита генератора Z1 <,Z2 < 87
5.6.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 91
5.7 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 94
6 Компоновка и сооружения гидроузла 95
6.1 Определение отметки гребня плотины 95
6.2 Гидравлические расчеты 99
6.2.1 Определение ширины водосливного фронта 99
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 102
6.2.3 Определение отметки ФПУ 103
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 104
6.2.5 Расчет сопряжения в нижнем бьефе 106
6.2.6 Расчет отброса струи 108
6.3 Конструирование плотины 112
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 112
6.3.2 Разрезка бетонной водосливной плотины швами 113
6.3.3 Быки 113
6.3.4 Устои 114
6.3.5 Дренаж в теле бетонной плотины 114
6.3.6 Г алереи в теле плотины 115
6.4 Конструирование элементов подземного контура плотины 115
6.4.1 Цементационная завеса 115
6.4.2 Дренажные устройства в основании 116
6.5 Обоснование надежности и безопасности плотины 116
6.5.1 Определение основных нагрузок на плотину 116
6.6 Оценка прочности плотины 121
6.7 Критерии прочности плотины и её основания 122
6.8 Обоснование устойчивости плотины 123
7 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Корабельного
гидроузла 125
7.1 Общие сведения о районе строительства 125
7.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 125
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 127
7.4 Основные мероприятия по охране окружающей среды 127
7.5 Отходы, образующиеся при строительстве 128
7.6 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 129
7.7 Водоохранная зона 130
8 Пожарная безопасность. Охрана труда. Безопасность ГТС 132
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 132
8.2 Опасные производственные факторы, действующие на предприятии ... 132
8.3 Охрана труда Корабельной ГЭС. Общие положения 133
8.4 Требования охраны и безопасности труда по оказанию первой помощи 136
8.5 Содержание территории 136
8.6 Пожарная безопасность 137
8.6.1 Противопожарная безопасность. Общие требования 137
8.6.2 Объекты водяного пожаротушения 139
8.6.3 Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 140
8.6.4 Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 141
9 Технико-экономические показатели 143
9.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 143
9.2 Текущие расходы по гидроузлу 143
9.3 Налоговые расходы 146
9.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 146
9.5 Анализ денежных потоков 147
9.6 Оценка инвестиционного проекта 147
9.6.1 Методология. Исходные данные 148
9.7 Коммерческая эффективность 148
9.8 Бюджетная эффективность 148
9.9 Анализ чувствительности 149
10 Виды регулирования. Участие ГЭС в регулировании частоты и мощности в энергосистеме 151
10.1 Общие сведения 151
10.2 Виды регулирования 151
10.3 Первичное регулирование 152
10.3.1 Общее первичное регулирование частоты 152
10.3.2 Технические условия обеспечения мониторинга участия в ОПРЧ. 154
10.3.3 Нормированное первичное регулирование частоты 155
10.4 Вторичное регулирование 156
10.4.1 Оперативное вторичное регулирование 157
10.4.2 Автоматическое вторичное регулирование 158
10.5 Третичное регулирование 159
10.6 Процесс регулирования частоты в энергосистеме 160
10.7 Участие Корабельной ГЭС в регулировании частоты и мощности в
энергосистеме 161
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 163
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 166
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Основное и вспомогательное оборудование 172
ПРИЛОЖЕНИЕ В Микропроцессорные электрические защиты генератора... 177 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Компоновка и сооружения гидроузла 179
Проект Корабельной ГЭС на реке Поной направлен на введение новых генерирующих мощностей в северном регионе страны, где электроэнергия необходима не только в зимний период, но и на протяжении круглого года.
Мурманская область богата полезными ископаемыми, множество месторождений еще не разработаны ввиду суровых климатических условий и малого развития региона. Разработка месторождений и переработка полезных ископаемых является энергозатратным мероприятием, помимо обеспечения энергией производство, необходимо дать тепло и энергию рабочим. Корабельная ГЭС направлена на выполнение данных задач.
Для более эффективного использования водной энергии необходимо подобрать основное оборудование с приемлемым коэффициентом полезного действия и широким диапазоном работы по напорам и расходам.
Электрическая схема станции должна обеспечивать надежную и бесперебойную работу Корабельной ГЭС, а гидротехническое сооружение должно отвечать требованиям безопасности во всех режимах эксплуатации Корабельной ГЭС.
