ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОТЫГИНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ АНГАРА. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХ ГИДРОЭЕНЕРГЕТИКИ
|
СОКРАЩЁННЫЙ ПАСПОРТ МОТЫГИНСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий функционирования
ГЭС 10
1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Топографические данные 11
1.4 Сейсмическая обстановка 12
1.5 Данные по энергосистеме 12
2 Водно-энергетические расчеты и выбор установленной мощности 13
2.1 Регулирование стока воды 13
2.1.1 Определение максимальных расчетных расходов 13
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 14
2.1.3 Выбор расчетного средневодного года 15
2.1.4 Выбор расчетного маловодного года 16
2.2 Определение установленной мощности на основе водноэнергетических
расчетов 18
2.2.1 Расчет режима работы ГЭС без регулирования с учетом требований
ВХК 18
2.2.2 Баланс энергии 19
2.2.3 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном
году 20
2.2.4 Определение рабочей мощности Мотыгинской ГЭС 21
2.2.5 Расчет резервов и определение установленной мощности
Мотыгинской ГЭС, баланс мощности 22
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в средневодном
году, определение среднемноголетней выработки 23
3 Основное и вспомогательное оборудование 25
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 25
3.1.1 Построение режимного поля Мотыгинской ГЭС по напору и
расходу 25
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам . 27
3.1.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины для
обеспечения ее бескавитационной работы 31
3.2 Выбор вспомогательного оборудования 33
3.2.1 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки 33
3.2.2 Выбор электрогидравлического регулятора 33
3.2.3 Выбор типа серийного гидрогенератора 33
3.2.4 Расчет спиральной камеры 34
3.2.5 Расчет вала и подшипника 36
4 Электрическая часть 39
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 39
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 40
4.2.1 Выбор синхронных генераторов 40
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схем с одиночным
блоком 40
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схем с укрупненным
блоком 42
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 43
4.3 Выбор количества отходящих ВЛ РУ ВН и марки проводов ВЛ 43
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике-экономического
отчета 45
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 46
4.6 Расчет токов короткого замыкания для выбора электрических
аппаратов 47
4.6.1 Расчет исходных данных 47
4.6.2 Расчет токов короткого замыкания в программе «RastrWin» 48
4.6.3 Результаты расчета токов короткого замыкания 50
4.7 Определение расчетных токов утяжеленного режима 50
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении
13,1 кВ 51
4.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 51
4.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 52
4.8.3 Выбор синхронизаторов и анализаторов сети 53
4.9 Выбор параметров ОРУ 53
4.9.1 Выбор выключателей и разъединителей 53
4.9.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 54
5 Релейная защита и автоматика 55
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 55
5.2 Перечень защит блока генератор-трансформатор 56
5.3 Расчет номинальных токов 57
5.4 Описание защит и расчет их уставок 58
5.4.1 Продольная дифференциальная защита 58
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора
(UN(UO)) 60
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 62
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 63
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок (I1) 66
5.4.6 Дистанционная защита генератора (Z1<), (Z2<) 68
5.4.7 Защита от перегрузок обмотки ротора 72
5.5 Выбор комплекта защит блока генератор-трансформатор 73
5.6 Таблица уставок и матрица отключений защит 73
6 Компоновка и сооружения гидроузла 74
6.1 Проектирование водосливной плотины 74
6.1.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 74
6.2 Гидравлические расчеты 76
6.2.1 Определение расчетных расходов при пропуске воды для основного и
поверочного расчетного случая 76
6.2.2 Определение расхода через другие водопропускные сооружения
гидроузла 77
6.2.3 Определение ширины водосливного фронта 78
6.2.4 Определение напора на водосливе 79
6.2.5 Определение отметки гребня водослива 79
6.2.6 Проверка пропуска расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 80
6.3 Построение профиля водосливной грани 80
6.3.1 Определение отметки гребня плотины 82
6.3.2 Расчёт сопряжения потока в НБ 82
6.3.3 Расчет водобойной стенки 84
6.3.4 Расчет комбинированного водобойного колодца 85
6.4 Конструирование плотины 86
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 86
6.4.2 Разрезка бетонных плотин швами 87
6.4.3 Быки 88
6.4.4 Раздельный устой 88
6.4.5 Дренаж тела бетонных плотин 89
6.4.6 Определение ширины плотины по гребню 89
6.4.7 Галереи и дренаж в теле плотины 89
6.4.8 Расчет цементационной завесы 90
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 91
6.5.1 Вес сооружения 91
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 92
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 92
6.5.4 Сила фильтрационного давления 92
6.5.5 Давление грунта 93
6.5.6 Волновое воздействие 94
6.6 Расчет прочности плотины 94
6.6.1 Определение напряжений 94
6.6.2 Критерии прочности плотины 97
6.6.3 Критерии устойчивости плотины 98
7 Охрана труда и противопожарная безопасность и мероприятия по охране
окружающей среды в зоне влияния Мотыгинского ГУ 99
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 99
7.2 Требования по охране труда и техники безопасности 99
7.3 Пожарная безопасность 101
7.4 Общие сведения о районе строительства 103
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 104
7.1 Отходы, образующиеся при строительстве 106
7.8. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 107
8 Технико-экономические показатели 109
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период
эксплуатации 109
8.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 109
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 110
8.1.3 Налоговые расходы 113
8.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 113
8.1 Оценка инвестиционного проекта 115
8.4.1 Методология, исходные данные 115
8.4.2 Коммерческая эффективность 116
8.4.3 Бюджетная эффективность 117
8.2 Анализ чувствительности 117
9 Обеспечение пожарной безопасности на объектах гидроэнергетики 120
9.1 Чем опасен пожар в электроустановках 120
9.1.1 Статические данные по пожарам на энергообъектах 120
9.1.2 Основные причины возникновения пожаров 121
9.2 Автоматические системы пожаротушения 121
9.2.1 Классификация по конструктивному решению 122
9.2.2 Классификация по виду огнетушащего вещества 123
9.3 Тушение трансформаторов 127
9.3.1 Sergi Transformer Protector 129
9.3.2 Порядок тушения трансформатора 129
9.4 Кабельные сооружения 130
9.5 Система пожарной сигнализации и оповещения 130
9.5.1 Автоматическая установка пожарной сигнализации 131
9.5.2 Система оповещения и управления эвакуацией 132
9.5.3 Электропитание 132
9.6 Подготовка персонала 133
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 134
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 138
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Основное и вспомогательное обьрудование 150
ПРИЛОЖЕНИЕ В Таблица уставок и матрицы отключений защит 153
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Технико-экономические показатели 155
... Глава 1 и заключение отсутствуют
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий функционирования
ГЭС 10
1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Топографические данные 11
1.4 Сейсмическая обстановка 12
1.5 Данные по энергосистеме 12
2 Водно-энергетические расчеты и выбор установленной мощности 13
2.1 Регулирование стока воды 13
2.1.1 Определение максимальных расчетных расходов 13
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 14
2.1.3 Выбор расчетного средневодного года 15
2.1.4 Выбор расчетного маловодного года 16
2.2 Определение установленной мощности на основе водноэнергетических
расчетов 18
2.2.1 Расчет режима работы ГЭС без регулирования с учетом требований
ВХК 18
2.2.2 Баланс энергии 19
2.2.3 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном
году 20
2.2.4 Определение рабочей мощности Мотыгинской ГЭС 21
2.2.5 Расчет резервов и определение установленной мощности
Мотыгинской ГЭС, баланс мощности 22
2.2.6 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в средневодном
году, определение среднемноголетней выработки 23
3 Основное и вспомогательное оборудование 25
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 25
3.1.1 Построение режимного поля Мотыгинской ГЭС по напору и
расходу 25
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам . 27
3.1.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины для
обеспечения ее бескавитационной работы 31
3.2 Выбор вспомогательного оборудования 33
3.2.1 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки 33
3.2.2 Выбор электрогидравлического регулятора 33
3.2.3 Выбор типа серийного гидрогенератора 33
3.2.4 Расчет спиральной камеры 34
3.2.5 Расчет вала и подшипника 36
4 Электрическая часть 39
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 39
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 40
4.2.1 Выбор синхронных генераторов 40
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схем с одиночным
блоком 40
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схем с укрупненным
блоком 42
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 43
4.3 Выбор количества отходящих ВЛ РУ ВН и марки проводов ВЛ 43
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике-экономического
отчета 45
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 46
4.6 Расчет токов короткого замыкания для выбора электрических
аппаратов 47
4.6.1 Расчет исходных данных 47
4.6.2 Расчет токов короткого замыкания в программе «RastrWin» 48
4.6.3 Результаты расчета токов короткого замыкания 50
4.7 Определение расчетных токов утяжеленного режима 50
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении
13,1 кВ 51
4.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 51
4.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 52
4.8.3 Выбор синхронизаторов и анализаторов сети 53
4.9 Выбор параметров ОРУ 53
4.9.1 Выбор выключателей и разъединителей 53
4.9.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 54
5 Релейная защита и автоматика 55
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 55
5.2 Перечень защит блока генератор-трансформатор 56
5.3 Расчет номинальных токов 57
5.4 Описание защит и расчет их уставок 58
5.4.1 Продольная дифференциальная защита 58
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора
(UN(UO)) 60
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 62
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 63
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок (I1) 66
5.4.6 Дистанционная защита генератора (Z1<), (Z2<) 68
5.4.7 Защита от перегрузок обмотки ротора 72
5.5 Выбор комплекта защит блока генератор-трансформатор 73
5.6 Таблица уставок и матрица отключений защит 73
6 Компоновка и сооружения гидроузла 74
6.1 Проектирование водосливной плотины 74
6.1.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 74
6.2 Гидравлические расчеты 76
6.2.1 Определение расчетных расходов при пропуске воды для основного и
поверочного расчетного случая 76
6.2.2 Определение расхода через другие водопропускные сооружения
гидроузла 77
6.2.3 Определение ширины водосливного фронта 78
6.2.4 Определение напора на водосливе 79
6.2.5 Определение отметки гребня водослива 79
6.2.6 Проверка пропуска расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 80
6.3 Построение профиля водосливной грани 80
6.3.1 Определение отметки гребня плотины 82
6.3.2 Расчёт сопряжения потока в НБ 82
6.3.3 Расчет водобойной стенки 84
6.3.4 Расчет комбинированного водобойного колодца 85
6.4 Конструирование плотины 86
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 86
6.4.2 Разрезка бетонных плотин швами 87
6.4.3 Быки 88
6.4.4 Раздельный устой 88
6.4.5 Дренаж тела бетонных плотин 89
6.4.6 Определение ширины плотины по гребню 89
6.4.7 Галереи и дренаж в теле плотины 89
6.4.8 Расчет цементационной завесы 90
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 91
6.5.1 Вес сооружения 91
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 92
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 92
6.5.4 Сила фильтрационного давления 92
6.5.5 Давление грунта 93
6.5.6 Волновое воздействие 94
6.6 Расчет прочности плотины 94
6.6.1 Определение напряжений 94
6.6.2 Критерии прочности плотины 97
6.6.3 Критерии устойчивости плотины 98
7 Охрана труда и противопожарная безопасность и мероприятия по охране
окружающей среды в зоне влияния Мотыгинского ГУ 99
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 99
7.2 Требования по охране труда и техники безопасности 99
7.3 Пожарная безопасность 101
7.4 Общие сведения о районе строительства 103
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 104
7.1 Отходы, образующиеся при строительстве 106
7.8. Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 107
8 Технико-экономические показатели 109
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период
эксплуатации 109
8.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 109
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 110
8.1.3 Налоговые расходы 113
8.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 113
8.1 Оценка инвестиционного проекта 115
8.4.1 Методология, исходные данные 115
8.4.2 Коммерческая эффективность 116
8.4.3 Бюджетная эффективность 117
8.2 Анализ чувствительности 117
9 Обеспечение пожарной безопасности на объектах гидроэнергетики 120
9.1 Чем опасен пожар в электроустановках 120
9.1.1 Статические данные по пожарам на энергообъектах 120
9.1.2 Основные причины возникновения пожаров 121
9.2 Автоматические системы пожаротушения 121
9.2.1 Классификация по конструктивному решению 122
9.2.2 Классификация по виду огнетушащего вещества 123
9.3 Тушение трансформаторов 127
9.3.1 Sergi Transformer Protector 129
9.3.2 Порядок тушения трансформатора 129
9.4 Кабельные сооружения 130
9.5 Система пожарной сигнализации и оповещения 130
9.5.1 Автоматическая установка пожарной сигнализации 131
9.5.2 Система оповещения и управления эвакуацией 132
9.5.3 Электропитание 132
9.6 Подготовка персонала 133
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 134
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 138
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Основное и вспомогательное обьрудование 150
ПРИЛОЖЕНИЕ В Таблица уставок и матрицы отключений защит 153
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Технико-экономические показатели 155
... Глава 1 и заключение отсутствуют
В настоящее время во многих регионах Российской Федерации наблюдается дефицит электрической энергии, вызванный развитием экономики. Для решения данной проблемы необходимо строительство генерирующих предприятий.
Сокращение запасов органического топлива, и стремительно возрастающие проблемы экологии определяют всё больший интерес во всём мире к использованию природных возобновляемых энергоресурсов. Среди них весьма существенное место по запасам и масштабам использования занимает энергия потоков воды. Стабильность потока воды и широкие возможности по регулированию его энергии позволяет использовать более простые и дешёвые системы генерирования и стабилизации параметров производимой электроэнергии.
Себестоимость производства электроэнергии в кВт-ч на ГЭС на порядок ниже, чем на тепловых и атомных станциях. Источник энергии - текущая вода, постоянно возобновляемая, в отличие от нефти, газа, твердого топлива и ядерного горючего. В условиях медленного прогресса в создании альтернативных источников электроэнергии доля гидроэнергетики в энергетическом балансе страны со временем будет только возрастать, а уровень развития энергетики в свою очередь отражает достигнутый технике- экономический потенциал страны. Поэтому, структурным лидером в развитии электроэнергетики на ближайшие десятилетия должна стать гидроэнергетика, как наиболее развитая, экологически безопасная и привлекательная для инвестиций отрасль народного хозяйства.
В настоящее время Мотыгинский район — один из крупнейших и перспективных горнодобывающих районов Красноярского края. По добыче полезных ископаемых район называют «вторым Ванкором». Добыча полезных ископаемых на территории района ведется более чем на 60 участках. Золотодобычой в районе занимаются 10 предприятий, в том числе ЗАО «ЗДК ,,Полюс“», ЗАО «Васильевский рудник», Ангарская геологоразведочная экспедиция, ЗАО «ЗДК „Золотая Звезда“», прииск «Удерейский» и др., успешно развивается Горевский горно-обогатительный комбинат, добычей магнезита занимается Раздолинский периклазовый завод. В районе работают несколько крупных лесозаготовительных предприятий, которые поставляют древесину на лесоперерабатывающие предприятия по всей России.
Так же в районе планируется постройка дополнительных комбинатов и фабрик по переработке природных ископаемых.
Сокращение запасов органического топлива, и стремительно возрастающие проблемы экологии определяют всё больший интерес во всём мире к использованию природных возобновляемых энергоресурсов. Среди них весьма существенное место по запасам и масштабам использования занимает энергия потоков воды. Стабильность потока воды и широкие возможности по регулированию его энергии позволяет использовать более простые и дешёвые системы генерирования и стабилизации параметров производимой электроэнергии.
Себестоимость производства электроэнергии в кВт-ч на ГЭС на порядок ниже, чем на тепловых и атомных станциях. Источник энергии - текущая вода, постоянно возобновляемая, в отличие от нефти, газа, твердого топлива и ядерного горючего. В условиях медленного прогресса в создании альтернативных источников электроэнергии доля гидроэнергетики в энергетическом балансе страны со временем будет только возрастать, а уровень развития энергетики в свою очередь отражает достигнутый технике- экономический потенциал страны. Поэтому, структурным лидером в развитии электроэнергетики на ближайшие десятилетия должна стать гидроэнергетика, как наиболее развитая, экологически безопасная и привлекательная для инвестиций отрасль народного хозяйства.
В настоящее время Мотыгинский район — один из крупнейших и перспективных горнодобывающих районов Красноярского края. По добыче полезных ископаемых район называют «вторым Ванкором». Добыча полезных ископаемых на территории района ведется более чем на 60 участках. Золотодобычой в районе занимаются 10 предприятий, в том числе ЗАО «ЗДК ,,Полюс“», ЗАО «Васильевский рудник», Ангарская геологоразведочная экспедиция, ЗАО «ЗДК „Золотая Звезда“», прииск «Удерейский» и др., успешно развивается Горевский горно-обогатительный комбинат, добычей магнезита занимается Раздолинский периклазовый завод. В районе работают несколько крупных лесозаготовительных предприятий, которые поставляют древесину на лесоперерабатывающие предприятия по всей России.
Так же в районе планируется постройка дополнительных комбинатов и фабрик по переработке природных ископаемых.
