ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЛДАНСКОЙ ГК НА РЕКЕ АЛДАН. СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО 5 ПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ГИДРОАГРЕГАТОВ ГЭС - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АВТОМАТИКА, АСУ ТП АГРЕГАТНОГО УРОВНЯ
СОКРАЩЁННЫЙ ПАСПОРТ АЛДАНСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Общие сведения 9
1.1 Общие сведения о районе строительства 9
1.2 Инженерно - геологические условия 9
1.3 Сейсмологические условия 9
2 Водноэнергетический расчет 10
2.1 Гидрологические данные 10
2.2 Характеристика энергетической системы 11
2.3 Потери воды из водохранилища 12
2.4 Кривые связи 12
2.5 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при
заданной обеспеченности стока 14
2.6 Выбор расчетного средневодного и маловодного года 16
2.7 Построение суточного графика нагрузки 17
2.8 Построение годового графика нагрузки энергосистемы 18
2.9 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы (ВХК) 20
2.10 Водноэнергетический расчет 22
2.11 Определение рабочей и установленной мощности ГЭС и планирование
капитальных ремонтов 23
3 Основное и вспомогательное оборудование 24
3.1 Выбор оборудования с использованием ГУХ 24
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 28
3.3 Определение геометрических размеров проточной части 30
3.4 Расчет вала на прочность 34
3.5 Расчет подшипника 34
3.6 Выбор геометрических размеров машинного зала 35
3.7 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки 36
3.8 Выбор электрогидравлического регулятора 36
3.9 Выбор типа серийного гидрогенератора 37
4 Электрическая часть 38
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 38
4.2 Выбор типа блоков ГЭС 39
4.2.1 Выбор блочных трансформаторов высокого напряжения для схемы с
простыми блоками 39
4.2.2 Выбор блочных трансформаторов ВН для схемы с объединенными
блоками 40
4.2.3 Выбор синхронных генераторов 42
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 42
4.2.5 Выбор главной схемы на основании технико-экономического
расчёта 42
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий 44
4.4 Выбор схемы РУ ВН 44
4.5 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в
распределительном устройстве высокого напряжения и на генераторном напряжении в программном комплексе «RASTR WIN 3» 45
4.6 Выбор и проверка электрических аппаратов в главной схеме 47
4.6.1 Выбор генераторного выключателя 47
4.6.2 Выбор выключателя ОРУ 220 кВ 48
4.6.3 Выбор разъединителей 220 кВ 49
4.6.4 Прочее оборудование 49
5 Релейная защита и автоматика 51
5.1 Перечень защит основного оборудования 51
5.2 Технические данные защищаемого оборудования 53
5.3 Расчёт номинальных токов 54
5.4 Рекомендуемые к установке устройства релейной защиты 54
5.5 Описание защит и расчет их уставок 55
5.5.1 Продольная дифференциальная защита генератора 55
5.5.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 57
5.5.3 Защита от повышения напряжения 60
5.5.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок
и внешних несимметричных коротких замыканий 60
5.5.5 Защита от симметричных перегрузок 64
5.5.6 Дистанционная защита генератора 66
5.5.7 Защита ротора от перегрузки 69
6 Компоновка и сооружения гидроузла 71
6.1 Определение класса гидротехнического сооружения 71
6.2 Определение отметки гребня плотины 71
6.2.1 Грунтовая плотина 71
6.3 Гидравлические расчеты 73
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 74
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 75
6.3.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 77
6.4 Построение профиля водосливной грани 78
6.5 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе 79
6.6 Гашение энергии потока 80
6.7 Рисберма 82
6.8 Определение пропускной способности донных отверстий 85
6.9 Конструирование основных элементов плотины 86
6.9.1 Определение ширины и отметки подошвы плотины 86
6.9.2 Подземный контур плотины 88
6.9.3 Быки 89
6.9.4 Устои 89
6.9.5 Разрезка плотины швами 89
6.9.6 Галереи 90
6.9.7 Конструктивные элементы нижнего бьефа 90
6.10 Определение основных нагрузок на плотину 90
6.10.1 Вес сооружения 90
6.10.2 Сила гидростатического давления воды 91
6.10.3 Равнодействующая взвешивающего давления 92
6.10.4 Фильтрационный расчет 92
6.10.5 Волновое давление 94
6.11 Оценка прочности плотины 94
6.12 Критерии прочности плотины и ее основания 97
6.13 Расчет устойчивости плотины 98
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды 100
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 100
7.2 Пожарная безопасность 100
7.3 Охрана труда и техника безопасности 102
8 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации ... 108
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 108
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 108
8.3 Налоговые расходы 111
8.5 Оценка инвестиционного проекта 112
8.5.1 Методология, исходные данные 112
8.5.2 Коммерческая эффективность 113
8.5.3 Бюджетная эффективность 114
8.6 Анализ чувствительности 114
9 Системы технологического управления и контроля гидроагрегатов ГЭС -
технологическая автоматика АСУ ТП - агрегатного уровня 117
9.1 Назначение, состав и функции системы 117
9.2 Состав, обеспечивающий реализацию АСУ ТП 118
9.2.1 Программно - технический комплекс 118
9.3 Описание систем технологического управления агрегатом 119
9.3.1 ПТК Основного оборудования 119
9.3.2 ПТК гидроагрегата 119
9.3.3 ПТК РЗА 120
9.3.4 Система возбуждения 120
9.3.5 ПТК виброконтроля 120
9.3.6 ПТК системы теплоконтроля 121
9.3.7 Вспомогательные системы гидроагрегата 121
9.4 Промышленные сети 122
9.4.1 Сеть DeviceNet 122
9.4.2 Сеть Ethernet 122
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 123
ПРИЛОЖЕНИЕ А Интегральные кривые нагрузки и водноэнергетические расчеты 125
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Параметры и характеристики проектируемойгидротурбины 131
ПРИЛОЖЕНИЕ В Таблица уставок и матрица отключений защит 137
Гидроэлектростанции являются сложным природно-техническими комплексами. Их проектирование, строительство и эксплуатация требуют знакомства с широким кругом общетехнических и специальных дисциплин.
Гидроэлектростанции занимают особо важное место в современных энергетических системах, выполняя главную роль по регулированию ее параметров в нестационарных режимах, а также покрывая наиболее неравномерную часть графиков нагрузки. Кроме того, низкая стоимость электроэнергии ГЭС весьма положительно сказывается на ценообразование электроэнергии на рынке ее сбыта.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также путем инженерной мысли и творческого подхода к решению конкретных задач, найти оптимальные проектные решения.
Строительство Алданской ГЭС позволит решить такие задачи как устранить дефицит электроэнергии в Южно - Якутском энергорайоне, а так же для дальнейшего развития Якутии, проектируемая станция создаст надежную энергетическую базу для добычи и переработки полезных ископаемых. Возможен экспорт электроэнергии за границу. Основными направлениями экспортных поставок электроэнергии являются Китай.
