Сокращённый паспорт Катунской ГЭС 7
1 Общие сведения 9
1.1 Гидрологические данные 9
1.2 Инженерно - геологические условия 11
1.3 Сейсмические условия 11
1.4 Данные по энергосистеме 12
1.5 Аналоги проектируемого гидроузла 12
2 Водно-энергетические расчёты 13
2.1 Выбор расчётных гидрографов маловодного и средневодного года при
заданной обеспеченности 13
2.1.1 Выбор расчётного средневодного года (P=50%) 14
2.2 Потери воды из водохранилища 16
2.3 Данные для построения суточного графика нагрузки 16
2.4 Расчёт режимов работы ГЭС с учётом требований ВХК для Р90% 17
2.5 Баланс энергий 17
2.6 Водно-энергетический расчёт на сработку и наполнение водохранилища
Р90% 18
2.7 Размещение треугольника мощности на интегральной кривой нагрузки,
определение рабочей мощности, проектируемой ГЭС в зимний период 20
2.8 Резервы в энергосистеме и построение баланса мощности 21
3 Основное и вспомогательное оборудование 25
3.1 Построение режимного поля 25
3.2 Выбор номинального диаметра и основных характеристик гидротурбины,
определение частоты вращения, рабочей зоны на универсальной характеристике 26
3.3 Сопоставление турбин и выбор оптимального варианта 29
3.4 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 31
3.5 Гидромеханический расчёт спиральной камеры 31
3.6 Расчет вала на прочность 33
3.7 Расчёт подшипника 34
3.8 Выбор типа маслонапорной установки 35
3.9 Выбор электрогидравлического регулятора 36
3.10 Выбор типа серийного гидрогенератора 36
4 Электрическая часть 37
4.1 Структурные схемы проектируемой Катунской ГЭС 37
4.2 Выбор силового оборудования 37
4.2.1 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными
блоками 37
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупнёнными
блоками 38
4.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 39
4.4 Распределительное устройство 39
4.4.1 Выбор проводов отходящих воздушных линии 39
4.4.2 Выбор схемы распределительного устройства 40
4.5 Технико - экономический анализ 42
4.6 Расчёт токов короткого замыкания 43
4.7 Выбор электрических аппаратов 45
4.7.1 Выбор генераторного выключателя 45
4.8 Выбор выключателей и разъединителей ОРУ 220 кВ 45
4.9 Выбор трансформаторов тока и напряжения 47
4.10 Выбор автоматического выключателя на 0,4кВ 47
5 Релейная защита и автоматика 48
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 48
5.2 Расчёт номинальных токов 49
5.2.1 Перечень защит основного оборудования 49
5.3 Описание защит и расчет их уставок 50
5.3.1 Продольная дифференциальная защита генератора (IAG) 50
5.3.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN (UO)) ... 53
5.3.3 Защита от повышения напряжения (U1>), (U2>) 55
5.3.4 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и
внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 56
5.3.5 Защита от симметричных перегрузок(/1) 59
5.3.6 Дистанционная защита генератора Z1 <, Z2 < 61
5.3.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 64
5.4 Таблица уставок и матрица отключений защит 66
6 Компоновка сооружения и гидроузла 68
6.1 Состав и компановка гидроузла 68
6.2 Определение класса плотины и отметки гребня плотины 68
6.2.1 Определение класса гидротехнического сооружения 68
6.2.2 Определение отметки гребня бетонной плотины 68
6.3 Гидравлические расчеты 70
6.3.1. Определение ширины водосливного фронта 70
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 71
6.3.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 73
6.3.4 Построение профиля водосливной грани 74
6.3.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 75
6.3.6 Гашение энергии способом свободно отброшенной струи 76
6.4 Конструирование бетонной плотины 78
6.4.1 Определение ширины подошвы водосливного профиля 78
6.4.2 Разрезка бетонной плотины швами 80
6.4.3 Быки 80
6.4.4 Устои 80
6.4.5 Дренаж тела бетонной водосливной плотины 81
6.4.6 Галереи в теле плотины 81
6.4.7 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины .... 81
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 83
6.5.1 Вес сооружения 83
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 84
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 85
6.5.4 Сила фильтрационного давления 85
6.5.5 Давление грунта 86
6.5.6 Волновое давление 86
6.5.7 Расчёт прочности плотины 87
6.5.8 Критерии прочности плотины 90
6.5.9 Расчёт устойчивости плотины на сдвиг 91
7 Охрана труда. Пожарная безопасность. Охрана окружающей среды 92
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 92
7.2 Охрана труда 92
7.3 Пожарная безопасность 95
7.4 Охрана природы 97
7.4.1 Общие положения 97
7.4.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 98
7.4.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 99
7.4.4 Отходы, образующиеся при строительстве 101
7.4.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 102
8 Технико-экономические показатели 104
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период
эксплуатации 104
8.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 104
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 104
8.1.3 Налоговые расходы 107
8.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 108
8.3 Оценка инвестиционного проекта 109
8.3.1 Методология, исходные данные 109
8.3.3 Бюджетная эффективность 110
8.4 Анализ чувствительности 110
9 Автоматизированные системы оперативного контроля гидротехнических
сооружений (АСОК ГТС) 113
9.1 Нормативные требования. Обоснование состава АСОК ГТС 113
9.2 Требования к АСО КИА ГТС 114
9.3 Перечень автоматизированных контролируемых величин 114
9.4 Общие требования к размещению КИА 115
9.5 Перечень автоматизированных подсистем АСОК ГТС и их
расположение 117
9.6 Выбор оборудования 118
9.7 Структурная схема АСОК ГТС. Принцип действия 118
9.8 Требования по периодичности регулярных наблюдений (мониторинга) гидротехнических сооружений 120
9. 9 Результаты внедрения АСОК ГТС 121
Список использованных источников 123
Приложения
Катунь — река в республике Алтай и Алтайском крае, левая составляющая Оби. Берёт начало на южном склоне горы Белухи. Длина — 688 км. Площадь бассейна — 60 900 км2. В бассейне Катуни насчитывается более 800 ледников общей площадью 625 тыс. км2, ПОЭТОМу ледниковое питание Катуни играет существенную роль. Средний годовой расход воды у населённого пункта Сростки (53 км от устья) 626 м3/с. Замерзает в верховьях в декабре, в низовьях — в конце ноября, вскрывается в первой половине апреля.
Климат Алтайского края умеренный. Абсолютная годовая амплитуда температуры воздуха достигает 90-95°С. Средние максимальные температуры июля +26...+28°С, экстремальные достигают +40...+42°С. Средние минимальные температуры января -20...-24 °C, абсолютный зимний минимум -50...-55 °C. Безморозный период продолжается около 120 дней.
