В бакалаврской работе представлен расчет параметров Абинского гидроузла на реке Чарыш. Максимальная высота сооружения 42 метра, ширина по гребню 512,44 метра. Класс безопасности гидротехнического сооружения II.
Максимальный расчетный расход вод в реке Чарыш для основного расчетного случая с вероятностью превышения 1% составляет 326 м3/с. Для поверочного случая вероятностью 0,1% составляет 259,24 м3/с. Расчетные расходы определены гидрологическими расходами.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность проектируемой станции, которая равна 66 МВт, намечена зона работы в суточных графиках нагрузки для каждого месяца года. Проектируемая станция, как свойственно гидростанциям, покрывает пиковую часть графика нагрузки, но в отдельные месяцы выходит и в базу. По результатам сработки-наполнения водохранилища был определён уровень мертвого объема водохранилища Абинской ГЭС, отметка составила 521,29 м над уровнем Балтийского моря. Среднемноголетняя выработка электроэнергии рассчитана 156,8 млн. кВтч.
Далее была выявлена область допустимой работы гидроэлектростанции, исходя из которой были определены характерные напоры:
- максимальный - 37,1 м;
- расчетный - 29,3 м;
- минимальный - 25,25 м.
Из полученного диапазона изменения напора по справочным материалам были подобраны возможные типы гидротурбин. После сравнения рабочих зон турбин, принята к установке гидротурбина ПЛ40а-В-425 при числе агрегатов равном 2.
Произведен расчет основных размеров генератора типа СВ-601/80-36 с номинальной мощностью 33 MBA и синхронной частотой вращения 166,7 об/мин.
На следующем этапе была выбрана структурная схема проектируемой ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 5 присоединений (2 одиночных блока, 3 отходящие воздушные линии) с одной рабочей, секционированной системой шин. По справочным данным и каталогам было выбрано высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТД- 63000/110-У1, трансформаторы собственных нужд ТСЗН-1600/10/6,3, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-70/11.
Далее был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ. Рассчитаны уставки основных микропроцессорных защит блока генератор-трансформатор.
На следующем этапе определены состав, тип и компоновка основных сооружений. В состав гидроузла входят следующие подпорные сооружения:
- левобережная каменно-земляная плотина с ядром длиной 214 м;
- станционная бетонная плотина длиной 42 м;
- глухая бетонная плотина длиной 10 м;
- водосбросная бетонная плотина длиной 44 м.
- правобережная каменно-земляная плотина с ядром 199 м.
Водосливная бетонная плотина состоит из поверхностного водослива и глубинного водосброса. Ширина водосливного фронта 16 м, количество пролетов 2. Глубинный водовыпуск состоит из двух отверстий круглого сечения.
В теле плотины предусмотрены продольные и поперечные смотровые галереи для контроля состояния бетона, размещения КИА и коммуникаций. Дренажная и цементационная галереи, расположенные на отметке 489,62 м и 488,12 м соответственно, предназначены для ремонта и осмотра дренажных и цементационных скважин. Смотровая галерея расположена на отметке 510,19 м.
Для снятия противодавления на подошву плотины предусмотрена вертикальная цементационная завеса глубиной 19 м и вертикальный дренаж глубиной 9 м. Расстояние между скважин в ряду 3 м.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, запроектирована водобойная стенка высотой 5 м. Произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном и особом сочетаниях нагрузок и воздействий по I группе предельных состояний.
Выполненные в рамках настоящей работы статические расчеты подтверждают надежность запроектированной бетонной плотины.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды, охране труда и пожарной безопасности.
По результатам технико-экономического расчета проект экономически оправдан. Он окупится еще до его окончания, так как срок проекта составляет 300 месяцев (25 лет), а период окупаемости - 123 месяца (10,25 лет).
Себестоимость электроэнергии составляет 0,20 руб/кВт-ч. Удельные капиталовложения 100700,15 руб/кВт.
Анализ чувствительности проекта показал, что критическим фактором рассматриваемого инвестиционного проекта является цена сбыта электроэнергии.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АБИНСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ЧАРЫШ. ОБОСНОВАНИЕИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ
|
СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ АБИНСКОЙ 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 16
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 22
2.2.3 Водно-энергетический расчет в маловодном году 22
2.2.4 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов
оборудования 23
2.2.5 Баланс мощностей 24
2.2.6 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС в средневодном
году 25
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование .. 26
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 26
3.1.1 Построение режимного поля 26
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам ... 28
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 33
3.3 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским
потолком и неполным углом охвата 36
3.4 Расчет параметров гидрогенератора 39
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 41
4 Электрическая часть 42
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 42
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 43
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
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
расчета 48
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1 Расчет 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» 52
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 53
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 54
4.8.1 Выбор комплектного распределительного устройства на
генераторное напряжение 10,5 кВ 54
4.8.2 Выбор разъединителей на генераторное напряжение 10,5 кВ 55
4.8.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения на генераторное
напряжение 10,5 кВ 55
4.8.4 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 56
4.8.5 Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 110 кВ 57
4.8.6 Выбор трансформаторов тока и напряжения на напряжение 110
кВ 58
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 59
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем .... 59
5.1 Релейная защита и автоматика 59
5.1.1 Основные технические характеристики электротехнического
оборудования 60
5.1.2 Выбор системы возбуждения и выпрямительного трансформатора ... 61
5.1.3 Расчет номинальных первичных токов оборудования 63
5.1.4 Расчет параметров оборудования 64
5.1.5 Расчет токов коротких замыканий 65
5.1.6 Расчет номинальных вторичных токов 67
5.1.7 Перечень защит основного оборудования 68
5.2 Описание защит и расчет их уставок 69
5.2.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 69
5.2.2 Продольная дифференциальная защита генератора (IG) 71
5.2.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 75
5.2.4 Дистанционная защита от внешних коротких замыканий 78
5.2.5 Защита обратной последовательности от токов внешних
несимметричных коротких замыканий и несимметричных перегрузок генератора 81
5.2.6 Защита генератора от симметричных перегрузок обмотки статора .... 84
5.2.7 Защита ротора генератора от перегрузок 86
5.2.8 Защита генератора от повышения напряжения 88
6 Компоновка и сооружения гидроузла 89
6.1 Определение класса гидротехнического сооружения 89
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 89
6.2.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины 89
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 92
6.2.3 Определение отметки гребня водослива 94
6.2.4 Проверка пропуска поверочного расчетного расхода 95
6.2.5 Построение профиля водосливной грани 96
6.2.6 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 97
6.2.7 Расчет водобойной стенки 98
6.3 Конструирование бетонной плотины 99
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 99
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 101
6.3.3 Быки 101
6.3.4 Устои 102
6.3.5 Дренаж в теле бетонной плотины 102
6.3.6 Галереи в теле плотины 102
6.4 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины 102
6.4.1 Понур 102
6.4.2 Противофильтрационная завеса 103
6.4.3 Дренажные устройства в основании 103
6.5 Конструирование элементов нижнего бьефа 103
6.5.1 Водобой 103
6.5.2 Рисберма и ковш 104
6.6 Фильтрационные расчеты подземного контура 105
6.6.1 Фильтрационный расчет методом удлиненной контурной линии 105
6.7 Определение основных нагрузок на плотину 106
6.7.1 Вес сооружения и затворов 106
6.7.2 Сила гидростатического давления воды 107
6.7.3 Равнодействующая взвешивающего давления 107
6.7.4 Сила фильтрационного давления 107
6.7.5 Давление грунта 108
6.7.6 Волновое давление 110
6.7.7 Оценка прочности плотины 110
6.7.8 Критерии прочности плотины и ее основания 113
6.7.9 Обоснование устойчивости плотины 114
6.8 Проектирование глубинного водосброса 115
6.9 Проектирование грунтовой плотины 116
7 Мероприятия по охране окружающей среды 116
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 116
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 117
7.3 Отходы, образующиеся при строительстве 119
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 120
8 Безопасность ГТС. Охрана труда. Мероприятия по пожарной
безопасности 122
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 122
8.2 Охрана труда Абинской ГЭС. Общие положения 123
8.3 Пожарная безопасность 124
8.3.1 Пожарная сигнализация. Противопожарные системы 124
8.3.2 Объекты водяного пожаротушения 126
8.3.3 Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 127
9 Технико-экономические показатели 128
9.1 Оценка объемов реализации энергии и расходов 128
9.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 128
9.1.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 129
9.1.3 Налоговые расходы 132
9.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .. 132
9.3 Анализ денежных потоков 133
9.4 Оценка инвестиционного проекта 134
9.4.1 Методология, исходные данные 134
9.4.2 Показатели коммерческой эффективности проекта 135
9.4.3 Бюджетная эффективность 136
9.5 Анализ чувствительности 136
10 Обоснование использования малой гидроэнергетики 138
10.1 Общие сведения о малых Г ЭС 138
10.2 Классификация малых ГЭС 139
10.3 Достоинства и недостатки 139
10.4 Отличия технологических процессов малой от крупной ГЭС 140
10.5 Особенности проектирования малых ГЭС 143
10.6 Актуальность малых ГЭС 145
10.7 Вывод об использовании малой гидроэнергетики 151
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 154
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 156
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 161
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 165
ПРИЛОЖЕНИЕ В Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 172
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Компоновка и сооружения гидроузла 174
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 16
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 22
2.2.3 Водно-энергетический расчет в маловодном году 22
2.2.4 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов
оборудования 23
2.2.5 Баланс мощностей 24
2.2.6 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС в средневодном
году 25
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование .. 26
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 26
3.1.1 Построение режимного поля 26
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам ... 28
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 33
3.3 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским
потолком и неполным углом охвата 36
3.4 Расчет параметров гидрогенератора 39
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 41
4 Электрическая часть 42
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 42
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 43
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным
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
расчета 48
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 49
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной
схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 50
4.6.1 Расчет 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» 52
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 53
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 54
4.8.1 Выбор комплектного распределительного устройства на
генераторное напряжение 10,5 кВ 54
4.8.2 Выбор разъединителей на генераторное напряжение 10,5 кВ 55
4.8.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения на генераторное
напряжение 10,5 кВ 55
4.8.4 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 56
4.8.5 Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 110 кВ 57
4.8.6 Выбор трансформаторов тока и напряжения на напряжение 110
кВ 58
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 59
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем .... 59
5.1 Релейная защита и автоматика 59
5.1.1 Основные технические характеристики электротехнического
оборудования 60
5.1.2 Выбор системы возбуждения и выпрямительного трансформатора ... 61
5.1.3 Расчет номинальных первичных токов оборудования 63
5.1.4 Расчет параметров оборудования 64
5.1.5 Расчет токов коротких замыканий 65
5.1.6 Расчет номинальных вторичных токов 67
5.1.7 Перечень защит основного оборудования 68
5.2 Описание защит и расчет их уставок 69
5.2.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора
(1>ТВ), (1>>ТВ) 69
5.2.2 Продольная дифференциальная защита генератора (IG) 71
5.2.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 75
5.2.4 Дистанционная защита от внешних коротких замыканий 78
5.2.5 Защита обратной последовательности от токов внешних
несимметричных коротких замыканий и несимметричных перегрузок генератора 81
5.2.6 Защита генератора от симметричных перегрузок обмотки статора .... 84
5.2.7 Защита ротора генератора от перегрузок 86
5.2.8 Защита генератора от повышения напряжения 88
6 Компоновка и сооружения гидроузла 89
6.1 Определение класса гидротехнического сооружения 89
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 89
6.2.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины 89
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 92
6.2.3 Определение отметки гребня водослива 94
6.2.4 Проверка пропуска поверочного расчетного расхода 95
6.2.5 Построение профиля водосливной грани 96
6.2.6 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 97
6.2.7 Расчет водобойной стенки 98
6.3 Конструирование бетонной плотины 99
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 99
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 101
6.3.3 Быки 101
6.3.4 Устои 102
6.3.5 Дренаж в теле бетонной плотины 102
6.3.6 Галереи в теле плотины 102
6.4 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины 102
6.4.1 Понур 102
6.4.2 Противофильтрационная завеса 103
6.4.3 Дренажные устройства в основании 103
6.5 Конструирование элементов нижнего бьефа 103
6.5.1 Водобой 103
6.5.2 Рисберма и ковш 104
6.6 Фильтрационные расчеты подземного контура 105
6.6.1 Фильтрационный расчет методом удлиненной контурной линии 105
6.7 Определение основных нагрузок на плотину 106
6.7.1 Вес сооружения и затворов 106
6.7.2 Сила гидростатического давления воды 107
6.7.3 Равнодействующая взвешивающего давления 107
6.7.4 Сила фильтрационного давления 107
6.7.5 Давление грунта 108
6.7.6 Волновое давление 110
6.7.7 Оценка прочности плотины 110
6.7.8 Критерии прочности плотины и ее основания 113
6.7.9 Обоснование устойчивости плотины 114
6.8 Проектирование глубинного водосброса 115
6.9 Проектирование грунтовой плотины 116
7 Мероприятия по охране окружающей среды 116
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 116
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 117
7.3 Отходы, образующиеся при строительстве 119
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 120
8 Безопасность ГТС. Охрана труда. Мероприятия по пожарной
безопасности 122
8.1 Безопасность гидротехнических сооружений 122
8.2 Охрана труда Абинской ГЭС. Общие положения 123
8.3 Пожарная безопасность 124
8.3.1 Пожарная сигнализация. Противопожарные системы 124
8.3.2 Объекты водяного пожаротушения 126
8.3.3 Подготовка рабочего персонала по пожарной безопасности. Общие
требования 127
9 Технико-экономические показатели 128
9.1 Оценка объемов реализации энергии и расходов 128
9.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 128
9.1.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 129
9.1.3 Налоговые расходы 132
9.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности .. 132
9.3 Анализ денежных потоков 133
9.4 Оценка инвестиционного проекта 134
9.4.1 Методология, исходные данные 134
9.4.2 Показатели коммерческой эффективности проекта 135
9.4.3 Бюджетная эффективность 136
9.5 Анализ чувствительности 136
10 Обоснование использования малой гидроэнергетики 138
10.1 Общие сведения о малых Г ЭС 138
10.2 Классификация малых ГЭС 139
10.3 Достоинства и недостатки 139
10.4 Отличия технологических процессов малой от крупной ГЭС 140
10.5 Особенности проектирования малых ГЭС 143
10.6 Актуальность малых ГЭС 145
10.7 Вывод об использовании малой гидроэнергетики 151
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 154
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 156
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 161
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 165
ПРИЛОЖЕНИЕ В Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 172
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Компоновка и сооружения гидроузла 174
Гидроэлектростанции занимают особо важное место в современной энергетической системе, не только играя важную роль в регулировании параметров в нестационарном режиме, но и покрывая наиболее нерегулярные участки графика нагрузки. Кроме того, низкая стоимость производимой продукции гидроэлектростанций оказывает весьма положительное влияние на ценообразование электроэнергии на рынке.
Гидроэлектростанции являются одними из самых эффективных источников энергии. КПД турбин гидроэлектростанций достигает 97%, что значительно выше, чем КПД паровых турбин тепловых и атомных электростанций.
Стоимость производства электроэнергии на гидроэлектростанциях не имеет топливной составляющей, что делает электроэнергию более конкурентоспособной на рынке.
Гидроэлектростанции являются наиболее маневренными из всех типов электростанций. Гидроэлектростанции могут наращивать производство и выработку за считанные минуты, по сравнению с несколькими часами для тепловых электростанций и 24 часами для атомных электростанций. В результате гидроэлектростанции могут покрывать пиковые нагрузки и поддерживать частоту токов в энергосистеме.
Мощность гидроэлектростанций вносит ощутимый вклад в надежность энергосистемы и, таким образом, в надежную работу единой энергосистемы всей страны.
Эти преимущества стимулируют строительство новых гидроэлектростанций.
Гидроэлектростанции являются одними из самых эффективных источников энергии. КПД турбин гидроэлектростанций достигает 97%, что значительно выше, чем КПД паровых турбин тепловых и атомных электростанций.
Стоимость производства электроэнергии на гидроэлектростанциях не имеет топливной составляющей, что делает электроэнергию более конкурентоспособной на рынке.
Гидроэлектростанции являются наиболее маневренными из всех типов электростанций. Гидроэлектростанции могут наращивать производство и выработку за считанные минуты, по сравнению с несколькими часами для тепловых электростанций и 24 часами для атомных электростанций. В результате гидроэлектростанции могут покрывать пиковые нагрузки и поддерживать частоту токов в энергосистеме.
Мощность гидроэлектростанций вносит ощутимый вклад в надежность энергосистемы и, таким образом, в надежную работу единой энергосистемы всей страны.
Эти преимущества стимулируют строительство новых гидроэлектростанций.
В бакалаврской работе представлен расчет параметров Абинского гидроузла на реке Чарыш. Максимальная высота сооружения 42 метра, ширина по гребню 512,44 метра. Класс безопасности гидротехнического сооружения II.
Максимальный расчетный расход вод в реке Чарыш для основного расчетного случая с вероятностью превышения 1% составляет 326 м3/с. Для поверочного случая вероятностью 0,1% составляет 259,24 м3/с. Расчетные расходы определены гидрологическими расходами.
В ходе водно-энергетических расчетов была определена установленная мощность проектируемой станции, которая равна 66 МВт, намечена зона работы в суточных графиках нагрузки для каждого месяца года. Проектируемая станция, как свойственно гидростанциям, покрывает пиковую часть графика нагрузки, но в отдельные месяцы выходит и в базу. По результатам сработки-наполнения водохранилища был определён уровень мертвого объема водохранилища Абинской ГЭС, отметка составила 521,29 м над уровнем Балтийского моря. Среднемноголетняя выработка электроэнергии рассчитана 156,8 млн. кВтч.
Далее была выявлена область допустимой работы гидроэлектростанции, исходя из которой были определены характерные напоры:
- максимальный - 37,1 м;
- расчетный - 29,3 м;
- минимальный - 25,25 м.
Из полученного диапазона изменения напора по справочным материалам были подобраны возможные типы гидротурбин. После сравнения рабочих зон турбин, принята к установке гидротурбина ПЛ40а-В-425 при числе агрегатов равном 2.
Произведен расчет основных размеров генератора типа СВ-601/80-36 с номинальной мощностью 33 MBA и синхронной частотой вращения 166,7 об/мин.
На следующем этапе была выбрана структурная схема проектируемой ГЭС с одиночными блоками и принята схема распределительного устройства на 5 присоединений (2 одиночных блока, 3 отходящие воздушные линии) с одной рабочей, секционированной системой шин. По справочным данным и каталогам было выбрано высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТД- 63000/110-У1, трансформаторы собственных нужд ТСЗН-1600/10/6,3, для ВЛ - сталеалюминевые провода марки АС-70/11.
Далее был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ. Рассчитаны уставки основных микропроцессорных защит блока генератор-трансформатор.
На следующем этапе определены состав, тип и компоновка основных сооружений. В состав гидроузла входят следующие подпорные сооружения:
- левобережная каменно-земляная плотина с ядром длиной 214 м;
- станционная бетонная плотина длиной 42 м;
- глухая бетонная плотина длиной 10 м;
- водосбросная бетонная плотина длиной 44 м.
- правобережная каменно-земляная плотина с ядром 199 м.
Водосливная бетонная плотина состоит из поверхностного водослива и глубинного водосброса. Ширина водосливного фронта 16 м, количество пролетов 2. Глубинный водовыпуск состоит из двух отверстий круглого сечения.
В теле плотины предусмотрены продольные и поперечные смотровые галереи для контроля состояния бетона, размещения КИА и коммуникаций. Дренажная и цементационная галереи, расположенные на отметке 489,62 м и 488,12 м соответственно, предназначены для ремонта и осмотра дренажных и цементационных скважин. Смотровая галерея расположена на отметке 510,19 м.
Для снятия противодавления на подошву плотины предусмотрена вертикальная цементационная завеса глубиной 19 м и вертикальный дренаж глубиной 9 м. Расстояние между скважин в ряду 3 м.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, запроектирована водобойная стенка высотой 5 м. Произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном и особом сочетаниях нагрузок и воздействий по I группе предельных состояний.
Выполненные в рамках настоящей работы статические расчеты подтверждают надежность запроектированной бетонной плотины.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды, охране труда и пожарной безопасности.
По результатам технико-экономического расчета проект экономически оправдан. Он окупится еще до его окончания, так как срок проекта составляет 300 месяцев (25 лет), а период окупаемости - 123 месяца (10,25 лет).
Себестоимость электроэнергии составляет 0,20 руб/кВт-ч. Удельные капиталовложения 100700,15 руб/кВт.
Анализ чувствительности проекта показал, что критическим фактором рассматриваемого инвестиционного проекта является цена сбыта электроэнергии.
