Сокращенный паспорт Рутульской ГЭС 7
Введение 9
1 Общая часть 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла 10
1.1.2 Гидрологические данные 10
1.1.3 Инженерно-геологические условия 12
1.2 Энерго-экономическая характеристика района 12
2 Водно-энергетические расчеты 13
2.1 Выбор расчетных гидрографов при заданной обеспеченности стока 13
2.2 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 15
2.3 Построение годовых графиков максимальной и средней мощности 18
2.4 Расчет режимов работы без регулирования с учетом требований ВХК 20
2.5 Баланс энергий 20
2.6 ВЭР режима работы Рутульской ГЭС по маловодному году 21
2.7 Определение установленной мощности ГЭС 22
2.8 Баланс мощности 24
2.9 ВЭР режима работы Рутульской ГЭС в средневодном году, определение
средней многолетней выработки 26
3 Основное и вспомогательное оборудование 28
3.1 Выбор числа и типа гидроагрегатов 28
3.2 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки и
электрогидравлического регулятора 34
3.3 Выбор типа серийного гидрогенератора 34
4 Электрическая часть 35
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений 35
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 35
4.2.1 Выбор повышающих трансформаторов 35
4.2.2 Выбор синхронных генераторов 36
4.2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 36
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий РУ ВН 37
4.4 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего
напряжения 38
4.5 Технико-экономический расчёт главной схемы РУ 39
4.6 Расчёт токов короткого замыкания 40
4.7 Выбор электрических аппаратов. Определение расчетных токов рабочего и
утяжеленного режимов 41
4.8 Выбор и проверка коммутационных аппаратов в распределительном
устройстве высшего напряжения 42
4.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 42
4.8.2 Выбор трансформаторов напряжения 43
4.8.3 Выбор ограничителя перенапряжения 44
4.9 Выбор и проверка коммутационных аппаратов на генераторном напряжении 44
4.9.1 Выбор выключателей и разъединителей 44
4.9.2 Выбор трансформаторов напряжения 45
4.9.3 Выбор трансформаторов тока 45
4.9.4 Выбор ограничителя перенапряжения 45
4.9.5 Выбор генераторного синхронизатора и сетевого анализатора 45
5 Релейная защита и автоматика 47
5.1 Перечень защит основного оборудования 47
5.2 Расчёт номинальных токов 48
5.3 Продольная дифференциальная защита генератора 48
5.4 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора 51
5.5 Защита от повышения напряжения 54
5.6 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и
внешних несимметричных коротких замыканий 55
5.7 Защита от симметричных перегрузок статора 58
5.8 Дистанционная защита генератора 60
5.9 Защита ротора от перегрузки 62
5.10 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 65
6 Компоновка и сооружения гидроузла 66
6.1 Выбор компоновки гидроузла и класса сооружения 66
6.2 Определение отметки гребня плотины. Расчет бетонной плотины 66
6.3 Гидравлические расчеты 68
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 68
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 69
6.3.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 71
6.3.4 Построение профиля водосливной грани 72
6.3.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 73
6.3.6 Расчет водобойной плиты 73
6.3.7 Расчет водобойной стенки 74
6.4 Конструирование плотины 75
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 75
6.4.2 Разрезка бетонной плотины швами 77
6.4.3 Быки 78
6.4.4 Расчет ширины плотины по гребню 78
6.4.5 Устройство нижнего бьефа 78
6.5 Определение основных нагрузок на плотину 78
6.5.1 Вес сооружения 78
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 79
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 80
6.5.4 Сила фильтрационного давления 80
6.5.5 Давление грунта 81
6.5.6 Волновое давление 81
6.6 Расчет прочности плотины 82
6.7 Критерии прочности плотины и ее основания 85
6.8 Расчёт устойчивости плотины 86
7 Технико-экономические показатели 88
7.1 Оценка объемов реализации энергии и расходов 88
7.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 88
7.1.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 88
7.1.3 Налоговые расходы 91
7.2 Оценка суммы прибыли 91
7.3 Оценка инвестиционного проекта 92
7.3.1 Методология и исходные данные оценка инвестиционного проекта .... 93
7.3.2 Показатели коммерческой эффективности проекта 94
7.3.3 Бюджетная эффективность 94
7.4 Анализ чувствительности 95
8 Охрана труда, пожарная безопасность, охрана окружающей среды 98
8.1 Устройство охраны труда 98
8.2 Безопасность гидротехнических сооружений 99
8.3 Пожарная безопасность 100
8.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 101
8.5 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 102
8.6 Отходы, образующиеся при строительстве 104
8.7 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 105
9 Силовые трансформаторы, конструктивное исполнение, обслуживание и
ремонт 107
9.1 Силовые трансформаторы 107
9.2 Конструктивное исполнение силового трансформатора ТД-25000/110 ... 107
9.2.1 Остов 108
9.2.2 Обмотки 108
9.2.3 Главная изоляция 108
9.2.4 Отводы и вводы 109
9.2.5 Бак 109
9.2.6 Расширитель 110
9.2.7 Система охлаждения 111
9.2.8 Контрольно измерительные приборы 111
9.3 Обслуживание силового трансформатора 112
9.3.1 Контроль системы охлаждения 112
9.3.2 Включение и отключение силового трансформатора в зимнее время . 112
9.3.3 Эксплуатация трансформаторного масла 112
9.3.4 Мероприятия по оперативно-техническому обслуживанию силовых
трансформаторов 112
9.3.5 Включение силового трансформатора в сеть 114
9.4 Ремонт силового трансформатора 114
Заключение
Литература
Приложение
Сегодня Гидроэнергетика является одним из наиболее эффективных направлений электроэнергетики. Гидроресурсы — возобновляемый и наиболее экологичный источник энергии, использование которого позволяет снижать выбросы в атмосферу тепловых электростанций и сохранять запасы углеводородного топлива для будущих поколений. Кроме своего прямого назначения — производства электроэнергии — гидроэнергетика решает дополнительно ряд важнейших для общества и государства задач. Прямая выгода от них включает создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, создание ирригационных систем в интересах сельского хозяйства, рыборазведение, регулирование стока рек, позволяющее осуществлять борьбу с паводками и наводнениями, обеспечивая безопасность населения. Гидроэнергетика является инфраструктурой для деятельности и развития целого ряда важнейших отраслей экономики и страны в целом. Каждая введенная в эксплуатацию гидроэлектростанция становится точкой роста экономики региона своего расположения, вокруг нее возникают производства, развивается промышленность, создаются новые рабочие места.
Развитие Дагестана - сегодня одна из наиболее приоритетных задач государства. Гидроресурсы Дагестана составляют около 50 млрд киловаттчасов, и это от силы только десятая доля от потенциальных возможностей. Энергетики республики разрабатывают планы возведения новых гидроэлектростанций.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также поиск надлежащих проектных решений.
В данном проекте были определены основные параметры и элементы Рутульской ГЭС.
В ходе водно-энергетических расчетов на основе исходных данных по энергосистеме и гидрологии была выбрана установленная мощность Рутульской ГЭС, а также определена зона ее работы в суточных графиках нагрузки для зимы и лета. Установленная мощность составила NyCT = 30 МВт. Определен уровень мертвого объема, отметка которого равна 1550,5 м. Произведена оценка среднемноголетней выработки электроэнергии, которая составила 108 млн.кВтч.
На следующем 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 Hmax = 25,5 м;
Расчетный Нрасч = 19,4 м;
Минимальный Hmin = 17,3 м.
По справочным данным для выбранной турбины с синхронной частотой вращения 187,5 об/мин был подобран серийный гидрогенератор СВ-546/90-32 с номинальной мощностью 18,7 МВт.
Далее была выбрана структурная схема ГЭС с простыми блоками и принята схема распределительного устройства РУ ВН 110 кВ - "две рабочие системы шин". По справочным данным и каталогам было выбрано следующее высоковольтное оборудование: трансформаторы ТД-25000/110-У1,
трансформаторы собственных нужд ТСЛ-250/6(10)/0,4.
В качестве распределительных устройств выбраны ОРУ 110 кВ.
Для всего оборудования выбраны отечественные производители, так они отличаются умеренными ценами, высоким качеством продукции, гарантийным обслуживанием и постоянной поддержкой.
После выбора основного электрооборудования был рассмотрен обязательный перечень устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с ПУЭ.
Компоновка гидроузла была принята деривационной. Водосливная и глухая плотина приняты бетонными.
В состав сооружений входят:
- водосбросная плотина гравитационного типа;
- правобережная глухая бетонная плотина;
- левобережная глухая бетонная плотина;
- глубинный водоприемник с напорным трубопроводом;
- здание ГЭС.
Для гашения кинетической энергии водного потока, пропускаемого через водосливную плотину, применяется водобойная плита и водобойная стенка.
Также была произведена оценка прочности и устойчивости плотины при основном сочетании нагрузок. Плотина удовлетворяет условию прочности, в частности отсутствие растягивающих напряжений, а также наличие сжимающих напряжений, не превосходящих пределов прочности на сжатие материала плотины.
Спроектированное гидротехническое сооружение отвечает требованиям устойчивости, но с большим перебором. Данная проблема является проблемой многих маленьких плотин.
Также в результате технико-экономических расчетов было обоснованно строительство Рутульской ГЭС.
Дагестан обладает богатейшими гидроэнергетическими ресурсами. Их экономический потенциал оценивается в 16 млрд кВт/ч годовой выработки, но в настоящее время освоено лишь около 10%. Проектируемая Рутульская ГЭС увеличит производство электроэнергии и позволит частично снизить проблему энергодефицита.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
