Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ СИНЯЯ. БЕЗОПАСНОСТЬ ВЫСОТНЫХ РАБОТ НА ОБЪЕКТАХ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

Работа №165497

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электроэнергетика

Объем работы160
Год сдачи2022
Стоимость4220 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
36
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ СИНСКОЙ ГЭС 8
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 16
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 18
2.2.1 Расчет режима работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственного комплекса 18
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 22
2.2.7 Построение режимного поля 22
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 28
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 37
4.1 Выбор структурных схем электрических соединений ГЭС 37
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 37
4.2.1 Выбор синхронного генератора 37
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным
блоком 38
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
блоком 40
4.2.4 трансформаторов собственных нужд 41
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий, распределительного
устройства и марки проводов воздушной линий 41
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике - экономического
расчета 43
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 44
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного коротких замыканий в главной
схеме при помощи программного обеспечения «RastrWin» с выбором оборудования 45
4.6.1 Расчёт исходных данных 45
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчёт токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 46
4.6.3 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 48
4.6.4 Выбор электротехнического оборудования на генераторном
напряжении 10,5 кВ 48
4.7 Выбор трансформаторов тока и напряжения 49
4.8 Выбор параметров КРУЭ 50
5 Релейная защита и автоматика 52
5.1 Перечень защит основного оборудования 53
5.2 Расчёт номинальных токов 54
5.3 Описание защит и расчёт уставок 55
5.3.1 Защиты системы возбуждения 55
5.3.2 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 57
5.3.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 60
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) 63
5.3.6 Защита от симметричных перегрузок (II) 68
5.3.7 Дистанционная защита генератора Zl <,Z2 < 70
5.3.8 Защита от перегрузок обмотки ротора 73
5.4 Выбор комплекса защит блока генератор -транформатор 74
5.5 Таблица уставок и матрица отключений 75
6 Компоновка сооружения гидроузла 76
6.1 Проектирование водосливной плотины 76
6.1.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины 76
6.1.2 Расчёт параметров волнового воздействия 76
6.2 Гидравлические расчёты 78
6.2.1 Расчёт пропускной способности гидроузла 78
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 80
6.2.3 Проверка на пропуск расчётного расходах при поверочном расчётном
случае 82
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 83
6.2.5 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 84
6.2.6 Расчёт водобойной плиты 85
6.3 Конструирование плотины 86
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 86
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 87
6.3.3 Быки 87
6.3.4 Устои 87
6.3.5 Дренаж тела бетонной плотины 87
6.3.6 Галереи в теле плотины 88
6.4 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины .... 88
6.4.1 Противофильтрационная завеса 88
6.4.2 Дренажные устройства в основании 89
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 89
6.5.1 Вес сооружения 89
6.5.2 Расчёты гидростатического давления 90
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 90
6.5.4 Сила фильтрационного давления 91
6.5.5 Давление грунта 91
6.5.6 Расчёт волнового давления 93
6.6 Расчёт прочности плотины 94
6.6.1 Определение напряжений 94
6.6.2 Критерии прочности плотины 96
6.6.3 Расчёт устойчивости плотины 97
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды 99
7.1 Охрана труда 99
7.1.1 Система управления охраной труда 101
7.2 Пожарная безопасность 103
7.3 Охрана окружающей среды 106
7.3.1 Общие сведения о районе строительства 106
7.3.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 108
7.3.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 109
7.4 Отходы, образующиеся при строительстве 111
7.4.1 Лом бетонных изделий, отходы бетона в кусковой форме 111
7.4.2 Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные 112
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 112
8 Технико-экономические показатели 114
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 114
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 114
8.3 Налоговые расходы 117
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 118
8.5 Анализ денежных потоков 118
8.6 Оценка инвестиционного проекта 119
8.7 Методология, исходные данные 119
8.8 Коммерческая эффективность 120
8.9 Бюджетная эффективность 121
8.10 Анализ чувствительности 121
9. Безопасность высотных работ на объектах энергетики 123
9.1 Определение работ на высоте 123
9.2 Основные нормативные документы, регулирующие безопасность работ на
высоте на объектах гидроэнергетики 124
9.3 Термины и определения 125
9.4 Использование средств защиты и оснастки при работе на высоте и
требования к ним 127
9.5 Требования безопасности при работе на высоте на примере НИР
«Обследование проточной части гидротехнических сооружений Бурейской ГЭС» 131
9.6 Оценка степени риска 135
9.7 Проблема травматизма при проведении высотных работ на объектах
гидроэнергетики 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 140
ПРИЛОЖЕНИЕ А Анализ исходных данных 142
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Водно-энергетические расчёты 145
ПРИЛОЖЕНИЕ В Основное и вспомогательное оборудование 151
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Таблица уставок и матрица отключений 153
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Компоновка сооружения гидроузла 155

Энергетика играет важную роль, как для обычного потребителя, так и для всей промышленности. В настоящее время, в связи с развитием технологий растёт число потребителей электрической энергии. Правильное использование ресурсов электроэнергетики создают необходимые условия для роста экономики и повышения качества жизни населения страны.
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, охрана окружающей среды и труда, а так же экономическое обоснование реализации проекта.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В ходе выполнения бакалаврской работы удалось рассчитать и определить основные элементы и параметры Синского гидроузла на реке Синяя, являющегося сооружением II класса.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчётных расходов для случаев: основного обеспеченностью 1 % и поверочного - 0,1%, равных 357 и 418 м3/с соответственно.
В ходе водно-энергетических расчётов была выбрана установленная мощность, равная 27 МВт. Также был определён уровень мёртвого объёма, отметка которого составила 167,35 м. Полезный объём при отметке НПУ составил 0,79 км3. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила 117 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 - 42 м;
- расчётный - 33 м;
- минимальный - 28,9 м.
Выбрана гидротурбина ПЛД50-В60°-236. По результатам расчётов оптимальным оказалась установка 2 гидроагрегатов, диаметрами рабочих колёс 2,36 м.
Для выбранной поворотно-лопастной диагональной турбины подобран серийный гидрогенератор СВ - 380/115-20 с номинальной активной мощностью 15 МВт.
Структурная схема ГЭС выбрана с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства - «Четырёхугольник». По справочным и каталожным данным заводов-изготовителей выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТДЦ 25000/110, трансформаторы собственных нужд ТСЗ-160/10, для ЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС 95/16.
Опираясь на ПУЭ рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики и выполнен расчет уставок срабатывания защит гидрогенератора.
Схема гидроузла является деривационной. В состав Синского гидроузла входят:
- глухая левобережная бетонная плотина;
- водосливная бетонная плотина;
- глухая правобережная бетонная плотина;
- водоприёмник;
- деривационный тоннель.
В расчётным путем определены габаритные размеры и характерные отметки водосливной плотины:
- ширина подошвы - 14 м;
- отметка подошвы - 157,70 м;
- отметка гребная водослива - 174,00 м;
- число водосливных отверстий - 3;
- ширина водосливных отверстий - 5,0 м;
- отметка гребня плотины - 180,60 м.
Произведенная оценка плотины на прочность показала, что сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Следовательно, плотина Синской ГЭС отвечает требованиям надёжности.
Рассмотрены организационные мероприятия безопасности ГТС и охраны труда эксплуатирующих подразделений. Приведены нормы и правила в процессе строительства и эксплуатации по охране окружающей среды
Технико-экономические показатели:
- срок окупаемости 15 лет и 2 месяца;
- чистый приведенный доход NPV- 212 млн. руб;
- индекс прибыльности PI-16,95;
- себестоимость электроэнергии - 0,53 руб./кВт-ч;
Таким образом, строительство Синской ГЭС на реке Синяя является экономически выгодным.



1. Александровский Ю.А. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов / А.Ю. Александровский, Е.Ю.Затеева, Б.И.Силаев; СШФ КГТУ.- Саяногорск, 2005. - 114с.
2. Щавелев Д.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: справочное пособие / Д.С. Щавелев. - Л.: Москва Энергоатоммиздат, 1988 - 340 с.
3. СП 38.13330.2012 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)». Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82*. - Введ. 01.01.2013. - Москва: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2012. - 110 с
4. Каталог «Гидрогенераторы» [Электронный ресурс] //Сервис «Онлайн Электрик». - Режим доступа: http://online-electric.ru.
5. Использование водной энергии: учебное пособие в задачах и упражнениях. В 2 ч. Ч. 1. Водно-энергетические расчёты режимов ГЭС / сост. Ю.А. Секретарёв, А.А. Жданович, ЕЮ. Затеева, С.В. Митрофанов. - Саяногорск; Черёмушки: Сибирский федеральный университет; Саяно - Шушенский филиал, 2014. - 108с.
6. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - Москва :Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
7. СТО РусГидро 01.01.78-2012 «Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования» - Введ. 27.12.2002 - Москва : ОАО «РусГидро», 2012 - 288с.
8. СТО 56947007-29.240.014-2008 «Укрупненные показатели стоимости сооружения (реконструкции) подстанции 35-750кВ и линий электропередачи напряжением 6,10-750кВ» - Введ. 18.04.2008 - Москва: ОАО «ФСК ЕЭС », 2008 - 12 с.
9. СТО 56947007-29.240.30.010-2008 «Схемы принципиальные
электрических распределительных устройств подстанций 35 - 750 кВ. Типовые решения» - Введ. 20.12.2007 - Москва : ОАО «ФСК ЕЭС », 2007 - 131 с.
10. ГОСТ Р 57114-2016 «Электроэнергетические системы. Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике и оперативно - технологичное управление» - Введ. 01.03.2017 - Москва : ОАО «ЕЭС России», 2017 - 19 с.
11. ГОСТ Р 56302- 2014 «Оперативно-диспетчерское управление диспетчерские наименования объектов электроэнергетики и оборудования объектов электроэнергетики» - Введ. 01.09.2015 - Москва : ОАО «ЕЭС России», 2016 - 19 с.
12. ГОСТ Р 56303-2014 «Оперативно-диспетчерское управление нормальные семы электрических соединений объектов электроэнергетики» - Введ. 01.09.2015 - Москва : ОАО «ЕЭС России», 2016 - 19 с.
13. СТО 56947007-29.240.10.249-2017 «Правила оформления принципиальных электрических схем подстанций» - Введ. 28.09.2017 - Москва : ПАО «ФСК ЕЭС», 2017 - 19 с.
14. Правила устройства электроустановок: офиц. текст все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7 (Утв. Приказом Минэнерго России от 20.05.2003 № 187). - Новосибирск: Норматика, 2020. - 482 с.
15. Чернобровое Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. - Москва: Издательство «Энергия», 1974.
16. Постановление №986 «О классификации гидротехнических сооружений» [Электронный ресурс] // Сервис «Гарант». - Режим доступа: https://base.garant.ru/70495114/.
17. Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под общ. ред. Б. А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамиконянца. - 6-е изд., с изм. и доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.
18. Конституция Российской Федерации (принята всенародным голосованием 12.12.1993) (с учетом поправок, внесенных Законами РФ о поправках к Конституции РФ от 30.12.2008 N 6-ФКЗ, от 30.12.2008 N 7-ФКЗ, от 05.02.2014 N 2-ФКЗ, от 21.07.2014 N 11-ФКЗ) / Собрание законодательства РФ, 04.08.2014, N 31, ст. 4398.
19. РД 153-34.0-03.301-00 (ВППБ 01-02-95*). Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий [Электронный ресурс] //Сервис «Законы, кодексы и нормативно-правовые акты РФ». - Режим доступа: https://legalacts.ru/doc/rd-153-340-03301-00-vppb-01-02-95-pravila-pozharnoi- bezopasnosti/.
20. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования [Электронный ресурс] //Сервис «Законы, кодексы и нормативно-правовые акты РФ», 2001. - Режим доступа: https://legalacts.ru/doc/rd-153-340- 03301-00-vppb-01-02-95-pravila-pozharnoi-bezopasnosti/.
21. РД 153-34.0-03.205-2001. Правил безопасности при обслуживании гидротехнических сооружений и гидромеханического оборудования энергоснабжающих организаций [Электронный ресурс] //Сервис «Докипедия», 2001. - Режим доступа: https://dokipedia.ru/document/1724434
22. Приказ Минэнерго РФ от 19.06.2003г. №229 Правила технической
эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации [Электронный ресурс] //Сервис «ЭФПиНД». - Режим доступа:
https://docs.cntd.ru/document/901865958


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ