Сокращенный паспорт Ульмской ГЭС 6
Введение 7
1 Общие сведения 8
1.1 Топографическая основа в створе гидроузла 8
1.2 Гидрологические данные 9
1.3 Инженерно-геологические характеристики 10
1.4 Сейсмичность района 10
1.5 Характеристика энергетической системы 10
1.6 Потери, санитарный пропуск и расходы водохозяйственного попуска 11
1.7 Климат в районе проекта 11
1.8 Гидрологические данные 11
1.9 Кривые связей в верхнем и нижнем бьефе Ульмской ГЭС 12
2 Водно-энергетические расчеты 14
2.1 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при
заданной обеспеченности стока 14
2.2 Построение суточных, годовых графиков нагрузки, построение ИКН 16
2.3 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных
нагрузок 18
2.4 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы 20
2.5 Баланс энергии 20
2.6 Водно-энергетический расчет режима работы Ульмской ГЭС в
маловодном году 20
2.7 Расчет установленной мощности ГЭС 20
2.8 Баланс мощностей 22
3 Основное и вспомогательное оборудование ГЭС 23
3.1 Построение режимного поля 23
3.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 24
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения
ее бескавитационной работы 26
3.4 Выбор вспомогательного оборудования 28
4 Электрическая часть 29
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 29
4.2 Выбор основного оборудования 29
4.2.1 Выбор блочных трансформаторов для схемы с простыми блоками 29
4.2.2 Выбор блочных трансформаторов для схемы с укрупненным
блоком 31
4.2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 32
4.3 Выбор сечения воздушных проводов 32
4.4 Выбор главной схемы на основании технико-экономического расчета 33
4.5 Выбор схемы РУ 35
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания у
распределительного устройства высшего напряжения с применением программного комплекса RastrWin 36
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 39
4.8 Выбор и проверка коммутационных аппаратов генераторного
напряжения 40
4.9 Выбор измерительных трансформаторов генераторного напряжения 41
4.10 Выбор параметров ОРУ 220 кВ 42
5 Релейная защита и автоматика 45
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 45
5.2 Расчёт номинальных токов 46
5.3 Перечень защит основного оборудования 46
5.4 Описание защит и расчет их уставок 48
5.4.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 48
5.4.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un
(Uo)) 50
5.4.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 53
5.4.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 54
5.4.5 Защита от симметричных перегрузок(/1) 59
5.4.6 Дистанционная защита генератора (Z±<), (Z2<) 61
5.4.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 64
5.5 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 63
6 Компоновка и сооружения гидроузла 64
6.1 Проектирование водосливной плотины 64
6.1.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 64
6.2 Гидравлические расчеты 66
6.2.1. Определение ширины водосливного фронта 66
6.2.2 Определение отметки гребня водослива 67
6.2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 69
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 70
6.2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 71
6.2.6 Гашение энергии потока способом свободно отброшенной струи 73
6.3 Конструирование плотины 75
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 75
6.3.2 Разрезка бетонных плотин швами 76
6.3.3 Быки 77
6.3.4 Дренаж тела бетонных плотин 77
6.3.5 Галереи в теле плотины 77
6.3.6 Элементы подземного контура плотины 77
6.3.7 Дренаж в основании бетонной плотины 79
6.4 Определение основных нагрузок на плотину 79
6.4.1 Вес сооружения 79
6.4.2 Сила гидростатического давления воды 80
6.4.3 Равнодействующая взвешивающего давления 80
6.4.4 Сила фильтрационного давления 81
6.4.5 Давление грунта 81
6.4.6 Волновое давление 83
6.5 Оценка прочности плотины 83
6.5.1 Определение напряжений 83
6.5.2 Критерии прочности плотины 85
6.5.3 Расчет устойчивости плотины 86
7 Оценка объемов реализации энергии и расходов 87
7.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 87
7.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 87
7.3 Налоговые расходы 89
7.4 Оценка суммы прибыли 90
7.5 Методология и исходные данные оценка инвестиционного проекта 91
7.6 Показатели коммерческой эффективности проекта 92
7.7 Бюджетная эффективность 92
7.9 Анализ чувствительности 93
8 Охрана окружающей среды 96
8.1 Общие сведения 96
8.2 Мероприятия по подготовке зоны водохранилища 96
8.3 Воздействия на природную среду в строительный период 96
8.4 Отходы, образующиеся при строительстве 97
8.5 Водоохранная зона 98
8.6 Водоохранные мероприятия 98
9 Критерии безопасности ГТС в период строительства и эксплуатации 100
9.1 Основные положения 100
9.2 Требования к натурным наблюдениям и средствам измерений 100
9.3 Критерии безопасности ГТС в период строительства 101
9.4 Организация натурных наблюдений на сооружениях 104
9.5 Критерии безопасности ГТС в период эксплуатации 105
9.5.1 Методическая схема диагностирования 106
9.5.2 Порядок разработки и утверждения критериальных значений
диагностических показателей состояния ГТС 108
9.5.3 Состав инструментальных и визуальных наблюдений на сооружениях
напорного фронта в период эксплуатации Ульмской ГЭС 109
9.6 Критериальные значения качественных показателей состояния бетонной
водосливной плотины 113
Заключение 116
Список использованных источников 117
Приложение А-В
Цель дипломного проекта - на основе теоретических знаний, полученных в ходе обучения, а также путем креативных решений проработать основные этапы проектирования гидроэлектростанци.
Ульмская ГЭС станет третьей крупной ГЭС в Амурской области, необходимость этой электростанции обусловлена в первую очередь необходимостью выработка дополнительной электроэнергии для потенциальных и существующих промышленных мощностей, так же Ульмская ГЭС снизит ущерб от затопления города Белогорск и Свободный.
Работать эта станция будет только на Амурскую область, так как окружена крутой горной местностью, а также близость Ульмского природного заповедника на расстоянии 100км от створа по пути к Хабаровской области не позволит провести ЛЭП напрямую, в обход же затраты на проведение линии будут огромны.
В работе был выполнен расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования для проектируемой Ульмской ГЭС на реке Томь, в ходе которого была рассчитана высота сооружения, равная 111м, и присвоен I класс сооружения.
На первом этапе проектирования был выполнен водно-энергетический расчет, итогом которого стал результат работы гидростанции в полупике, также получен график сработки - наполнения водохранилища, наиболее важными отметками в этом графике является отметка НПУ(580м) и отметка УМО (543м).
Далее было выбрано основное гидротурбинное оборудование: для установки приняты зарекомендовавшие себя из опыта эксплуатации Красноярской ГЭС турбины РО-115В в количестве 8 штук диаметром 4.25м с синхронной частотой вращения 166.7 об/мин и мощностью 100МВт. Для данной гидротурбины наиболее оправданным стал выбор синхронного вертикального генератора СВ-835/180-36.
Так же был произведен выбор структурной схемы, в результате которого на основании технико-экономического обоснования, была выбрана схема с укрупненными блоками, для такого блока был выбран силовой трансформатор ТДЦ-200000/220. В качестве распределительного устройства выбрано ОРУ-220 соединенное с генераторным комплексом по схеме “Две рабочие и обходная система шин”
Учитывая высокий напор Ульмской плотины, была выбрана приплотинная схема, зарекомендовавшая себя по многочисленным примерам наиболее удачным и надежным выбором.
В качестве эксплуатационного водосброса принята водосливная плотина с 3 водосбросными отверстиями по 12м ширины с методом гашения потока в виде носка трамплина.
В результате строительства станции будут предотвращены подтопления городов Свободны и Белогорск, так же будут получены новые рабочие места, что положительно скажется на развитии дальневосточного региона, наличие большого числа потенциальных потребителей электроэнергии в виде крупных заводов тяжелой промышленности и шахтных разработок принесет достаточную прибыль. Согласно экономическому расчету строительство станции в данном регионе окупит себя через 5 лет и 2 месяца. Удельные капиталовложения равны 28459,72 руб/КВт, себестоимость электроэнергии в таком случае равна 0.16 руб./кВт^ч
В качестве дополнительной индивидуальной задачи также были проработаны критерии безопасности ГТС в период строительства и эксплуатации, результатом которого стала разработка основных контролируемых параметров и их качественных показателей, как в период строительства, так и эксплуатации, так же был произведен выбор контрольно¬измерительной аппаратуры в количестве 128 шт
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
