Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЕМВИНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ВЫМЬ. ПРЕЦИЗИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ПОПЕРЕЧНЫХ ГИДРОНИВЕЛИРАХ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Работа №165801

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электроэнергетика

Объем работы170
Год сдачи2022
Стоимость4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
23
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ ЕМВИНСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общие сведения 10
1.1 Общие сведения о районе строительства 10
1.2 Гидрологические данные 10
1.3 Топографические данные 12
1.4 Инженерно-геологические условия 12
1.5 Сейсмологические условия 12
2 Водно-энергетические расчеты 13
2.1 Гидрологический ряд расходов и построение эмпирических кривых 13
2.2 Выбор расчётного маловодного года (Р = 90%) 16
2.3 Выбор расчётного средневодного года (Р = 50%) 16
2.4 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 18
2.5 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных нагрузок
энергосистемы 20
2.6 Расчёт конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по
требованиям ВХК 22
2.7 Баланс энергии 24
2.8 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС по условию
маловодного года 26
2.9 Определение рабочих мощностей ГЭС 30
2.10 Определение установленной мощности ГЭС. Расчет резервов и
планирование капитальных ремонтов оборудования. Баланс мощностей 33
2.11 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС по условию средне­водного года 35
3 Основное и вспомогательное оборудование 38
3.1 Построение режимного поля 38
3.2 Выбор гидротурбины по главным универсальным характеристикам 40
3.2.1Выбор системы и типа гидротурбины 40
3.2.2 Выбор номинального диаметра рабочего колеса 40
3.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 45
3.4 Выбор типа серийного гидрогенератора 47
3.5 Гидромеханический расчёт бетонной спиральной камеры 49
3.6 Расчёт деталей и узлов гидротурбины 52
3.6.1 Расчёт вала на прочность 52
3.6.2 Расчёт подшипника 53
3.6.3 Выбор типа маслонапорной установки 54
3.6.4 Выбор электрогидравлического регулятора 54
4 Электрическая часть 54
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 54
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 55
4.2.1 Выбор синхронных генераторов 55
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным
блоком 55
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупнённым
блоком 56
4.2.4 Выбор трансформатора собственных нужд 57
4.3 Выбор количества отходящих ВЛ РУ ВН и марки проводов ВЛ 58
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании ТЭР 59
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 60
4.6 Расчёт токов КЗ для выбора электрических аппаратов 61
4.6.1 Расчёт исходных данных 61
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчёт токов
короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 62
4.7 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режимов 63
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении
13,8 кВ 64
4.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 64
4.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 64
4.8.3 Выбор синхронизаторов и анализаторов сети 65
4.9 Выбор параметров КРУЭ 65
5 Релейная защита и автоматика 66
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 67
5.1.1 Перечень защит блока генератор-трансформатор 68
5.1.2 Расчёт номинальных токов, выбор системы возбуждения и
выпрямительный трансформатор 69
5.2 Описание защит и расчёт их уставок 72
5.2.1 Расчёт уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(!>ТВ), (!>>ТВ) 72
5.2.2 Продольная дифференциальная защита (IAG) 75
5.2.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN
(UO)) 80
5.2.4 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 83
5.2.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 83
5.2.6 Защита от симметричных перегрузок (I1) 89
5.2.7 Дистанционная защита генератора (Z1<), (Z2<) 92
5.2.8 Защита от перегрузки обмотки ротора 98
5.3 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 100
6 Компоновка и сооружения гидроузла 100
6.1 Определение класса плотины и отметки гребня плотины 100
6.2.1 Грунтовая плотина 100
6.2.2 Бетонная плотина 102
6.3 Гидравлические расчёты 102
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 103
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 104
6.3.3 Проверка пропуска поверочного расчётного расхода 105
6.3.4 Построение профиля водосливной грани 107
6.3.5 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 108
6.3.6 Расчет водобойной стенки 109
6.3.7 Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосброс 111
6.4 Конструирование плотины 112
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 112
6.4.2 Разрезка бетонных плотин швами 112
6.4.3 Быки 112
6.4.4 Устои 112
6.4.5 Дренаж тела бетонных плотин 113
6.4.6 Галереи в теле плотины 113
6.5 Основные элементы плотины 113
6.5.1. Цементационная завеса 113
6.5.2 Дренажные устройства в основании 114
6.6 Конструктивные элементы нижнего бьефа 114
6.6.1 Водобой 114
6.6.2 Рисберма 115
6.7 Обоснование надёжности и безопасности бетонной плотины 115
6.7.1 Определение основных нагрузок на плотину 115
6.7.2 Вес сооружения и затворов 115
6.7.3 Сила гидростатического давления воды 116
6.7.4 Равнодействующая взвешивающего давления 116
6.7.5 Сила фильтрационного давления 117
6.7.6 Давление грунта 117
6.7.7 Волновое давление 118
6.7.8 Оценка прочности плотины 119
6.8 Критерии прочности плотины и её основания 121
6.8.1 Обоснование устойчивости плотины 121
7 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Сальского ГУ 122
7.1 Общие сведения о районе строительства 122
7.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 124
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 125
7.4 Основные мероприятия по охране окружающей среды в данный перио 126
7.5 Отходы, образующиеся при строительстве 127
7.6 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 128
8 Охрана труда. Пожарная безопасность 128
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 128
8.2 Пожарная безопасность 129
8.3 Охрана труда 131
9 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации... 133
9.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 133
9.2 Текущие расходы по гидроузлу 133
9.3 Налоговые расходы 136
9.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .... 137
9.5 Оценка инвестиционного проекта 138
9.5.1 Методология, исходные данные 138
9.5.2 Коммерческая эффективность 139
9.5.3 Бюджетная эффективность 140
9.6 Анализ чувствительности 140
10 Прецизионное измерение уровня жидкости в поперечных гидронивелирах
для ГТС 142
10.1 Анализ существующего оборудования 142
10.1.1 Автоматические системы измерения уровня воды в поперечных
гидронивелирах используемые на гидроэлектростанциях 143
10.1.2 Оптические датчики 143
10.1.3 Магнитострикционные датчики 144
10.1.4 Высотомер геодезический микрометрический ОДГН-1 145
10.2 Выбор способа измерения 146
10.2.1 Выбранное техническое решение 147
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 151
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 153
ПРИЛОЖЕНИЕ А_Водно-энергетические расчеты 157
ПРИЛОЖЕНИЕ Б_Основное и вспомогательное оборудование 158
ПРИЛОЖЕНИЕ В_Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 161
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Прецизионное измерение уровня жидкости в поперечных гидронивелирах для гидротехнических сооружений 164

Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни. Самым распространенным видом энергии является электрическая энергия
Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, различного типа. Самым удобным видом электростанций c низкой себестоимостью электроэнергии на сегодняшний день являются гидравлические, c неоспоримым плюсом, таким как экологическая чистота. Одним из основных сооружений гидравлических станций является плотина, которая служит для подпора воды, c последующим преобразованием потенциальной энергии воды в электрическую. В результате разрушения плотины, появляется угроза затопления больших территорий. Поэтому необходим крайне серьёзный подход к проектированию гидротехнических сооружений для качественного и безопасного использования гидроресурсов, что регламентируется в СНиПах и нормативных документах.
Целью бакалаврской работы является проектирование сооружений, выбор основного и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и окружающей среды, технико-экономическое обоснование эффективности проекта, выбор устройств релейной защиты и автоматизации энергетических систем, а также разработка электрической части станции.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В дипломном проекте рассчитаны и определены основные элементы и параметры Емвинского гидроузла на реке Вымь, являющимся сооружением III класса.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчетных расходов для случаев: основного обеспеченностью 1,0 % и поверочного 0,1 % равных 2239 и 1913 м3/с соответственно.
В ходе водно-энергетических расчетов была рассчитана примерная установленная мощность, равная 170 МВт и среднемноголетняя выработка 553,385 млн. кВт-ч. Далее установленная мощность была уточнена. Она равна МВт.
На третьем этапе было определено оптимальное число и тип гидроагрегатов электростанции. Для этого была построена область допустимых режимов работы (режимное поле по напору и расходу), на которой определены следующие напоры:
• Максимальный: 34,00 м;
• расчетный: 26,50 м;
• минимальный: 21,91 м.
При выборе турбин рассматривалось два варианта: ПЛ40-А и ПЛ40-Б. По результатам расчетов был определен оптимальный вариант с четырьмя гидротурбинами ПЛ40-Б-530.
По справочным данным для выбранной турбины с синхронной частотой вращения 125,0 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ 808/130-32 с номинальной активной мощностью 55 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с простыми блоками и принята схема распределительного устройства на 7 (4 ВЛЭП 220 кВ, 3 блока). КРУЭ 220 кВ - "две рабочие системы сборных шин". По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТДЦ-80000/220, трансформаторы общестанционных собственных нужд TC3-3000/13,8/6 УЗ, для ВЛЭП - сталеалюминевые провода марки АС - 240/32.
После выбора основного электрооборудования был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята русловая.
В состав сооружений входят:
• Левобережная глухая бетонная -99,6м;
• Станционная бетонная плотина - 64,00 м;
• Правобережная глухая каменно-набросная плотина - 1149,4 м.
На данном этапе расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
• ширина подошвы водосливной плотины - 27,40 м;
• отметка подошвы водосливной плотины - 72,00 м;
• число водосливных отверстий -3;
• ширина водосливных отверстий в свету - 12 м;
• отметка гребня - 114,20 м;
• ширина гребня - 22,00 м.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном сочетаниях нагрузок. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,40 (нормативное значение для сооружений III класса - 1,2). Таким образом, плотина Емвинского гидроузла отвечает требованиям надежности. При расчете плотины на прочность сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Плотина отвечает всем требованиям, предусмотренными СНиП.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия организации безопасности ГТС. Также перечислены мероприятия по охране окружающей среды в период возведения и эксплуатации гидроузла.
По технико-экономическим расчетам получены следующие показатели:
• срок окупаемости - 14 лет, 5 месяцев;
• себестоимость - 0,35 руб/кВт;
• удельные капиталовложения - 75098,50 руб./кВт.
Таким образом, строительство Емвинской ГЭС является обоснованным, в том числе, с точки зрения экономических показателей.


1. Александровский А. Ю. Выбор параметров ГЭС: учебно­методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов / А. Ю. Александровский, Е. Ю. Затеева, Б. И. Силаев. - Саяногорск : СШФ КГТУ, 2008. - 114 с.
2. Затеева, Е. Ю. Использование водной энергии: методические указания по выполнению курсового и дипломного проектов / Е. Ю. Затеева. - Саяногорск : СШФ СФУ, 2012. - 11 с.
3. Филиал ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири // ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» - URL : http://so-ups.ru/ (дата обращения: 24.04.2020).
4. СТО 01.01.78-2012 Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования. - Введ. 30.07.2012 - Москва : Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро, 2012. - 307 с.
5. Каталог «Гидрогенераторы» // Научнопроизводственное объединение ОАО «ЭЛСИБ». - URL : http://www.elsib.ru/ (дата обращения: 31.05.2021).
6. ГОСТ 8339-84 Установки маслонапорные для гидравлических турбин. Технические условия. - Введ. 01.07.1985 - Москва : Стандартинформ, 2008. - 8 с.
7. ГОСТ 534-78 Краны мостовые опорные. Пролеты. - Взамен ГОСТ 534-69 ; введ. 01.07.1979 - Москва : ИНК Издательство стандартов, 2002. - 4 с.
8. Прошин, А. С. Монтажные краны электростанций : учебное пособие для вузов / А. С. Прошин. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1973. - 248 с.
9. 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.
10. Щавелев, Д. С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: справочное пособие : в 2 т. / Под ред. Ю. С. Васильева, Д. С. Щавелева. - Т. 2. Вспомогательное оборудование гидроэлектростанций. / М. И. Гальперин, И. Н. Лукин [и др.] - Москва : Энергоатомиздат, 1990. - 336 с.
11. Усов, С.В. Электрическая часть электростанций. / Усов С.В., Михалев Б.Н., Черновец А.К.- Энергоатомиздат 2-е издание, 1987. - 617с.
12. Васильев, Ю. С. Проектирование зданий гидроэлектростанций (строительная часть) : учебное пособие / Ю. С. Васильев, Г. А. Претро. - Ленинград : ЛГТУ, 1991. - 80 с.
13. Куценов, Д. А. Электрическая часть гидроэлектростанций: проектирование : учебное пособие для вузов / Д. А. Куценов, И. Ю. Погоняйченко. - Красноярск : СФУ, 2007. - 232 с.
14. СТО 24.3182. Электроэнергетические системы. Определение предварительных технических решений по выдаче мощности электростанций. Условия создания объекта. - Введ. 06.12.2007 - Москва : ОАО РАО «ЕЭС России», 2007 - 20 с.
15. Каталог «Трансформаторы стационарные силовые масляные трехфазные двухобмоточные общего назначения класса напряжения 220кВ» [Электронный ресурс] // ООО «Тольяттинский трансформатор». - URL: http://www.transformator.com (дата обращения: 22.03.2022)....43


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ