СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ БИЙСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий функционирова 10
1.1 Гидрологические данные 10
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Определение расходов маловодного и средневодного годов в заданном створе 14
2.2 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных нагрузок энергосистемы 17
2.3 Расчет режимов ГЭС с учетом требований водохозяйственной системы 18
2.4 Водно-энергетический расчет режимов работы ГЭС в маловодном году 19
2.5 Определение установленной мощности ГЭС и планирование капитальных ремонтов 21
2.6 Водо-энергетические расчеты режима работы ГЭС в средневодном году 22
3 Основное и вспомогательное оборудование 26
3.1 Выбор системы и количества гидроагрегатов 26
4 Электрическая часть 29
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 29
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 30
4.2.1 Выбор синхронных генераторов 30
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночным блоком 30
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупненным блоком 32
4.2.4 Выбор трансформаторов СН 33
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 34
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технике -экономического расчёта 35
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего напряжения 37
4.6 Расчёт токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 38
4.6.1 Расчёт исходных данных 38
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 39
4.7 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 40
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении 10,5 кВ 41
4.9 Выбор трансформаторов тока и напряжения 43
4.10 Выбор параметров ОРУ 43
4.10.1 Выбор выключателей и разъединителей 43
4.10.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 44
5 релейная защита и автоматика 45
5.1 Расчет номинальных токов 45
5.2 Перечень защит основного оборудования 46
5.3 Описание защит и расчет их уставок 47
5.3.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 47
6 Компоновка и сооружения гидроузла 51
6.1.1 Состав и компоновка гидроузла 51
6.1.2 Исходные данные 51
6.2 Определение класса плотины и отметки гребня плотины 51
6.2.1 Определение класса гидротехнического сооружения 51
6.2.2 Определение отметки гребня бетонной плотины 52
6.3 Гидравлический расчет бетонной водосливной плотины 54
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 54
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 56
6.3.3 Проверка отметки ФПУ на пропуск поверочного расхода 57
6.3.4 Расчет донного водосброса 59
6.3.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе (с учетом того, что поверхностный и донный водосбросы находятся рядом) 60
6.3.6 Расчет водобойной стенки 62
6.3.7 Расчет второй водобойной стенки 63
6.4 Конструирование бетонной плотины 65
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 65
6.4.2 Разрезка плотины швами 67
6.4.3 Быки 68
6.4.4 Устои 68
6.4.5 Галереи в теле плотины 68
6.4.6 Дренаж тела бетонной плотины 68
6.4.7 Элементы подземного контура плотины и нижнего бьефа 69
6.5 Обоснование надежности и безопасности бетонной плотины 71
6.5.1 Определение основных нагрузок на плотину 71
6.5.2 Вес сооружения 72
6.5.3 Сила гидростатического давления воды 72
6.5.4 Равнодействующая взвешивающего давления 73
6.5.5 Сила фильтрационного давления 73
6.5.6 Давление грунта 74
6.5.7 Волновое воздействие 75
6.6 Оценка прочности плотины 76
6.6.1 Определение напряжений 76
6.6.2 Критерии прочности плотины 78
7 Охрана труда, техника безопасности, пожарная безопасность 81
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 81
7.2 Требования по охране труда и техники безопасности для работников Абаканской ГЭС 81
7.2.1 Общие положения 81
7.2.2 Требования по охране труда и противопожарной безопасности 82
7.2.3 Объекты водяного пожаротушения на Абаканской ГЭС 85
7.2.4 Противопожарная безопасность в аккумуляторных установках 85
7.3 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния ГЭС 86
7.3.1 Общие сведения о районе строительства 86
7.3.2 Водоохранные мероприятия по ГЭС 87
7.3.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 88
7.3.4 Отходы, образующиеся при строительстве 90
7.3.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 91
7.3.6 Основные мероприятия по охране окружающей среды в период эксплуатации ГЭС 92
8 Технико-экономические показатели 93
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 93
8.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 93
8.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 94
8.2.1 Налоговые расходы 96
8.3 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности ... 97
8.3 Оценка инвестиционного проекта 99
8.4 Методология и исходные данные 99
8.5 Коммерческая эффективность 99
8.6 Бюджетная эффективность 100
8.7 Анализ чувствительности 101
9 Фазоповоротный трансформатор. Область применения, Принцип действия 103
9.1 Принцип работы 103
9.2 Устройство трансформатора 103
9.3 Особенности фазовращающих устройств 104
9.4 История и перспективы 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 106
Энергетика имеет очень большое влияние в нашей жизни. Она присутствует во многих сферах жизни. В связи с чем очень важно развивать данную отрасль. В наше время одно из важных частей этой отрасли является электроэнергетика, потому как сейчас невозможно представить жизнь без электричества.
Для выработки электроэнергии используют есть множество устройств. В глобальном производстве используют электростанции (ТЭС, ГЭС, ГАЭС, АЭС). И наиболее важной является ГЭС.
Для энергосистемы данная станция обеспечивает маневренность, что к примеру ТЭС и АЭС не могут предложить. Также эксплуатация ГЭС требует меньше затрат, и ее возможно полностью автоматизировать. К особенностям ГЭС также относится то, что с помощью нее можно обуздать паводки.
В дипломном проекте рассчитаны и определены основные элементы и параметры Абаканского гидроузла на реке Абакан, являющимся сооружением I класса.
На первом этапе на основе гидрологических данных были определены значения максимальных расчетных расходов для случаев: основного обеспеченностью 1 % и поверочного 0,1 % равных 1352 и 1559 м3/с соответственно.
В ходе водно-энергетических расчетов была рассчитана примерная установленная мощность, равная 390 МВт и среднемноголетняя выработка 0,99 млр кВт-ч..
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: 43,7 м;
- расчетный: 35,0 м;
- минимальный: 33,3 м.
При выборе турбин рассматривалось пять вариантов ПЛ50 -В, ПЛД50- В60° ПЛ60-В, ПЛД60-В60°и РО45-В. По результатам расчетов был определен оптимальный вариант с тремя гидротурбинами РО45-В-560.
По справочным данным для выбранной турбины с синхронной частотой вращения 83,3 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ 1160/180-72 с номинальной активной мощностью 88 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с простыми блоками и принята схема распределительного устройства на 6 (3 ВЛЭП 220 кВ, 3 блока). ОРУ 220 кВ - "две рабочие и обходная система шин". По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: блочные трансформаторы ТДЦ-125000/220, трансформаторы общестанционных собственных нужд TC3-4000/10/6 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 плотина - 180,00 м;
- Водосбросная бетонная плотина гравитационного типа с донными водосбросами - 30,00 м + 15,00 м;
- Глухая плотина, сопрягающая водосливную и станционную части - 11,00 м;
- Станционная бетонная плотина - 143,00 м;
- Правобережная глухая бетонная плотина - 133,50 м.
На данном этапе расчетным путем определены габаритные размеры и характерные отметки плотины:
- ширина подошвы водосливной плотины - 40,68 м;
- отметка подошвы водосливной плотины - 446,80 м;
- число водосливных отверстий -2;
- ширина водосливных отверстий в свету - 8 м;
- отметка гребня - 504,80 м;
- ширина гребня - 27,00 м.
Также в этом разделе произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном сочетаниях нагрузок. В результате расчетов коэффициент надежности сооружения составляет 1,38 (нормативное значение для сооружений I класса - 1,38). Таким образом, плотина Абаканского гидроузла отвечает требованиям надежности. При расчете плотины на прочность сжимающие напряжения не превышают критических значений, растягивающие напряжения отсутствуют. Плотина отвечает всем требованиям, предусмотренными СНиП....
1. Затеева, Е. Ю. Выбор параметров ГЭС: учебно -методическое 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. [Электронный ресурс] // ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» - Режим доступа : http://so-ups.ru/.
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» [Электронный ресурс] // Научно производственное объединение ОАО «ЭЛСИБ». - Режим доступа : http://www.elsib.ru/.
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». - Режим доступа: http://www.transformator.com....(57)