ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧАРЫШСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ЧАРЫШ. ГРУППОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ ЧАРЫШСКОЙ ГЭС 6
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Общая часть 9
1.1 Климат 9
1.2 Гидрологические данные 9
1.3 Инженерно-геологические условия 10
1.4 Данные по энергосистеме 10
2 Водно-энергетические расчеты 13
2.1 Регулирование стока воды 13
2.1.1 Кривые обеспеченности расходов 13
2.1.2 Выбор расчетных гидрографов 13
2.2 Определение установленной мощности на основе водно-энергетических расчетов 14
2.2.1 Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по требованиям ВХК 14
2.2.2 Баланс энергии 15
2.2.3 Водно-энергетический расчет в маловодном году 15
2.2.4 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов оборудования 16
2.2.5 Баланс мощности 17
2.2.6 Водно-энергетический расчет режима работы ГЭС в средневодном году 17
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 18
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 18
3.1.1 Построение режимного поля 18
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 19
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 22
3.3 Расчет и построение плана бетонной спиральной камеры с плоским потолком и неполным углом охвата 24
3.4 Выбор типа серийного генератора 26
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 28
4 Электрическая часть 28
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 28
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 29
4.2.1 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными блоками 29
4.2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 31
4.3 Выбор числа и марки отходящих линий РУ 110 31
4.4 Технико-экономический расчет главной схемы ГЭС 32
4.5 Выбор главной схемы РУ ВН 33
4.6 Расчет токов короткого замыкания в главной схеме 33
4.6.1 Расчет исходных данных 33
4.6.2 Расчет токов короткого замыкания в программном комплексе «RastrWin» 34
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режимов 36
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении 36
4.8.1 Выбор силовых выключателей и разъединителей 36
4.8.2 Выбор измерительных трансформаторов на генераторное напряжение 37
4.8.3 Приборы в цепях генератора 38
4.8.4 Выбор оборудования на ОРУ 110 кВ 38
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 40
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 41
5.1 Технические данные защищаемого оборудования 41
5.2 Перечень защит блока генератор-трансформатор 42
5.3 Расчет номинальных токов, выбор системы возбуждения и выпрямительного трансформатора 43
5.4 Расчет токов КЗ 44
5.5 Описание защит и расчет их уставок 45
5.5.1 Продольная дифференциальная защита генератора (I?G) 45
5.5.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN (UO)) 47
5.5.3 Защита от повышения напряжения генератора (U1>), (U2>) 50
5.5.4 Защита от несимметричных КЗ и перегрузок генератора (I2) 50
5.5.5 Защита от симметричных перегрузок генератора (I1) 54
5.5.6 Дистанционная защита генератора (Z1<), (Z2<) 56
5.5.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 59
5.6 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 62
5.7 Таблица уставок и матрица отключений защит 62
6 Компоновка и сооружения гидроузла 63
6.1 Назначение класса ГТС 63
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 63
6.2.1 Определение отметки гребня бетонной плотины 63
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 65
6.2.3 Определение отметки гребня водослива 66
6.2.4 Проверка пропуска поверочного расчетного расхода 67
6.2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 68
6.2.6 Расчет водобойного колодца 69
6.2.7 Расчет комбинированного водобойного колодца 70
6.2.8 Пропуск расходов через глубинные водосбросы 72
6.3 Конструирование плотины 73
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 73
6.3.2 Разрезка бетонных плотин швами 73
6.3.3 Быки 74
6.3.4 Галереи в теле плотины 74
6.3.5 Дренаж в теле плотины 74
6.3.6 Расчет цементационной завесы и дренажа 74
6.4 Определение основных нагрузок на плотину 75
6.4.1 Вес сооружения и затворов 75
6.4.2 Сила гидростатического давления воды 76
6.4.3 Равнодействующая взвешивающего давления 76
6.4.4 Сила фильтрационного давления 76
6.4.5 Давление грунта 77
6.4.6 Волновое давление 77
6.4.7 Вертикальное давление воды 78
6.5 Оценка прочности плотины 78
6.6 Критерии прочности плотины и ее основания 80
6.7 Обоснование устойчивости плотины 81
7 Мероприятия по охране окружающей среды 82
7.1 Общие сведения о районе строительства 82
7.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 82
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 83
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 84
8 Технико-экономические показатели 86
8.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 86
8.2 Текущие расходы на производство электроэнергии 86
8.3 Налоговые расходы 88
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 88
8.5 Коммерческая эффективность проекта 89
8.6 Бюджетная эффективность 89
8.7 Анализ чувствительности 90
9 Групповое регулирование напряжения и реактивной мощности 92
9.1 Диаграмма допустимых режимов работы синхронного генератора 92
9.2 Связь системы возбуждения с ГРНРМ 93
9.3 Назначение ГРНРМ 93
9.4 Устройство системы ГРНРМ 93
9.5 Алгоритм расчета загрузки агрегата по реактивной мощности и регулирования напряжения и реактивной мощности 94
9.6 Устройство ПТК ГРНРМ 96
9.7 Функции АРМ НСС 97
9.8 Структура системы ГРНРМ на СШГЭС 97
9.9 Структура системы ГРАРМ на КВГЭС 98
9.10 Режимы работы и выполняемые задачи 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 100
ПРИЛОЖЕНИЯ 103-123

Весь текст будет доступен после покупки

Россия имеет один из самых высоких гидропотенциалов в мире, который может использоваться для развития гидроэнергетики страны, создавая потенциал для развития промышленности, и как следствие, стимулируя рост рабочих мест и экономики.
Гидроэлектростанции (далее – ГЭС), в сравнении с остальными электростанциями, имеют меньшие издержки в выработке электроэнергии, и играют важную роль в стабилизации параметров энергетической системы, поддерживая в сети напряжение и частоту на нужном уровне. Высокая маневренность ГЭС позволяет менее маневренным электростанциям, таким как тепловые электростанции, не снижать выработку в зависимости от изменения нагрузки в сети, покрывая неравномерные графики нагрузки энергосистемы.
Кроме этого, ГЭС участвует в регулировании стока реки, предотвращая затопления населения от паводков и половодий.
Настоящий проект представляет собой создание Чарышской ГЭС в дефицитном районе Алтайского края на реке Чарыш. Данная электростанция даст возможность дальнейшему расширению и развитию промышленности Алтая, в которой ведущими производствами являются: резиновые и пластмассовые изделия, машиностроение, производство кокса.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общая часть

1.1 Климат

Климат региона, в котором планируется строительство Чарышской ГЭС, умеренно континентальный. Средняя температура января: ?16 °C, июля: +20 °C.
Колебание температуры в проектируемом месте гидроузла слабое, что положительно сказывается на теле плотины и прочности грунта в основании. Период образования льда начинается с декабря, и оканчивается оттаиванием льдов с апреля по май.
Годовое количество осадков — 600 мм. В зимний период в виде снега. В межсезонье (весной и осенью, а также в начале и конце лета) нередок град. Скорость ветра достигает 19 м/с.

1.2 Гидрологические данные

Среднемноголетний расход воды в районе гидроузла 205 м3/с. Питание реки смешанное: снеговое и дождевое (в сумме 85% годового стока).
Гидрографы маловодного и средневодного годов, а также гидрологический ряд наблюдений за рекой Чарыш в период 1946?1995 гг. представлены в Приложении А (табл. А.1).
Максимальный расход воды 2090 м3/с. Осенью и зимой минимальные расходы воды уменьшаются до 42,0 м3/с.
Кривая зависимости отметок верхнего бьефа от объемов водохранилища ZВБ = f(Vвдхр) представлена на рисунке 1.2

Весь текст будет доступен после покупки

1. Александровский А.Ю. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов / А.Ю. Александровский, Е.Ю. Затеева, Б.И. Силаев. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2005. – 114 с.
2. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В. А. Андреев. – Москва: Высшая школа, 2007. – 639 с.
3. Брызгалов В.И. Гидроэлектростанции: Учебное пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. — 541 с.
4. Водный кодекс РФ № 74 - ФЗ от 03.06.2006;
5. Гидротехнические сооружения (речные): учебное пособие / Л.Н. Рассказов, В.Г. Орехов, Н.А. Анискин, В.В. Малаханов. – Москва: АСВ, 2011. – 584 с.
6. ГОСТ 7746 – 2015 «Трансформаторы тока. Общие технические условия» – дата введения 2015-12-10.
7. ГОСТ Р 56302-2014 «Оперативно–диспетчерское управление диспетчерские наименования объектов электроэнергетики и оборудования объектов электроэнергетики» – дата введения 2015-09-01. – Москва: ОАО «ЕЭС России», 2016 – 19 с.
8. Затеева Е.Ю. Использование водной энергии: Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования / Е.Ю. Затеева. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2012. – 12 с.
9. Использование водной энергии. Часть 1. Водно-энергетические расчеты режимов ГЭС / Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, Е.Ю. Затеева, С.В. Митрофанов. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2014. – 106 с.
10. Куценов Д.А. Электрическая часть гидроэлектростанций: проектирование: учеб. пособие / Д.А. Куценов, И.Ю. Погоняйченко. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2009. – 232 с.
11. Кучкин, М.Д. Автоматическое управление и контроль режима работы гидроэлектростанций / М.Д. Кучкин. – М.: Энергия, 1967. – 240 с.
12. Лапасова В.В. Управление проектами: методические указания по выполнению курсовой работы и экономической части выпускной квалификационной работы / В.В. Лапасова. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2018. – 40 с.
13. Лыбина Т.А. Гидротехнические сооружения. Проектирование гидротехнических сооружений в составе гидроузла: методические указания по выполнению курсового проекта и выпускной квалификационной работы / Т.А. Лыбина, Н.П. Ульянова, В.Б. Затеев. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2016. – 64 с.

Весь текст будет доступен после покупки