ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРАСНОВИШЕРСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ ВИШЕРА. ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ . ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ГЭС

Сокращенный паспорт Красновишерской ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общие сведения 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла 10
1.1.2 Гидрологические данные 11
1.1.2 Сейсмические данные 12
1.2 Инженерно-геологические условия 12
1.3 Данные по энергосистеме 12
1.4 Аналог проектируемого гидроузла 12
2 Водно – энергетические расчеты 12
2.1 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного годов при заданной обеспеченности стока 13
2.2 Построение годовых графиков максимальных и среднемесячных нагрузок энергосистемы 16
2.3 Покрытие графиков нагрузки энергосистемы существующими электростанциями 18
2.4 Определение типа регулирования ГЭС 19
2.5 Водно-энергетический расчет ГЭС годового регулирования при заданной отдаче воды в нижний бьеф 20
2.6 Баланс энергии 21
2.7 Водно – энергетический расчет режима работы ГЭС в маловодном году 22
2.8 Определение рабочих мощностей ГЭС 23
2.9 Определение установленной мощности ГЭС. Расчёт резервов и планирование капитальных ремонтов оборудования 24
2.10 Баланс мощностей 25
2.11 Водно-энергетический расчёты режима работы ГЭС в среднем по водности году 26
2.12 Построение режимного поля 27
3 Основное и вспомогательное оборудование 28
3.1 Выбор гидротурбины по главным универсальным характеристикам 29
3.1.1 Выбор системы и типа гидротурбин 29
3.1.2 Выбор номинального диаметра рабочего колеса 29
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 32
3.3 Выбор типа серийного гидрогенератора 33
3.4 Гидромеханический расчёт бетонной спиральной камеры 36
3.5 Расчёт деталей и узлов гидротурбины 39
3.5.1 Расчёт вала на прочность 39
3.5.2 Расчёт кольцевого подшипника 39
3.5.3 Выбор типа маслонапорной установки 41
3.5.4 Выбор электрогидравлического регулятора 41
4 Электрическая часть 41
4.1 Выбор структурной схемы ГЭС 41
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 42
4.2.1 Выбор синхронных генераторов 42
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными блоками 42
4.2.3 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с укрупнённым блоком 44
4.2.4 Выбор трансформатора собственных нужд 44
4.3 Выбор количества отходящих ВЛ РУ ВН и марки проводов ВЛ 45
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании ТЭР 46
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего напряжения 47
4.6 Расчёт токов КЗ для выбора электрических аппаратов 48
4.6.1 Расчёт исходных данных 49
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчёт токов короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 50
4.7 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режимов 52
4.8 Выбор электротехнического оборудования на генераторном напряжении 13,8 кВ 53
4.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 53
4.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 55
4.8.3 Выбор синхронизаторов и анализаторов сети 57
4.9 Выбор параметров КРУЭ 58
5 Устройства релейной защиты и автоматики 59
5.1 Исходные данные 59
5.2 Расчет номинальных токов оборудования 60
5.3 Расчет защит и их уставок 60
5.3.1 Токовая отсечка трансформатора возбуждения 60
5.3.2 Максимальная токовая защита трансформатора возбуждения 61
5.3.3 Защита ротора от перегрузки 62
5.3.4 Дифференциальная защита генератора 63
5.4 Защита от замыкания на землю статора генератора 65
5.4.1 Расчет уставок органа основной гармоники 65
5.4.2 Расчет уставок органа третьей гармоники 66
5.5 Дистанционная защита 67
5.5.1 Первая ступень 67
5.5.2 Вторая ступень 68
5.6 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и внешних коротких замыканий 69
5.7 Защита от симметричных перегрузок и коротких замыканий 72
5.8 Защита от повышения напряжения 73
6 Компоновка и сооружения гидроузла 74
6.1 Назначение класса ГТС 74
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 74
6.2.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины при НПУ 74
6.2.2 Определение отметки гребня бетонной плотины при ФПУ 76
6.3 Определение количества и размера водовыпусков 77
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 77
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 78
6.3.3 Проверка пропуска поверочного расчётного расхода 79
6.3.4 Построение профиля водосливной грани 81
6.3.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 83
6.3.6 Гашение энергии при помощи водобойной стенки 84
6.4 Пропуск расходов через донные отверстия и глубинные водосбросы 85
6.5 Конструирование плотины 85
6.5.1 Определение ширины подошвы плотины 85
6.6 Определение основных нагрузок на плотину 86
6.6.1 Вес сооружения и затворов 86
6.6.2 Сила гидростатического давления 87
6.6.3 Вертикальное давление воды 87
6.6.4 Равнодействующие взвешивающие давление 88
6.6.5 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины 88
6.6.6 Фильтрационный расчёт 89
6.6.7 Давление наносов 90
6.6.8 Волновое давление 90
6.7. Обоснование надежности и безопасности бетонной плотины 91
6.7.1. Оценка прочности 91
6.7.2. Критерии прочности плотины и её основания 93
6.7.3. Обоснование надежности плотины 94
7 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Первомайского гидроузла 95
7.1 Общие сведения о районе строительства 95
7.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 96
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 97
7.4 Действия по обеспечению защиты окружающей среды в период эксплуатации 98
7.5 Мониторинг водных объектов 98
8 Технико – экономическое обоснование 99
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 99
8.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 99
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 100
8.1.3 Налоговые расходы 103
8.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 104
8.2.1 Анализ денежных потоков 104
8.3 Оценка инвестиционного проекта 105
8.3.1 Методология, исходные данные 105
8.3.2 Коммерческая эффективность 106
8.3.3 Бюджетная эффективность 107
8.4 Анализ чувствительности 107
9 Изоляция электрооборудования 109
9.1 Общие сведения 109
9.2 Изоляция кабелей 110
9.2.1 Бумажная пропитанная изоляция 110
9.2.2 Резиновая изоляция 111
9.2.3 Изоляция из сшитого полиэтилена 112
9.3 Изоляция гидрогенератора 114
9.4 Изоляция трансформатора 116
9.5 Изоляция выключателей 121
10 Высоковольтные испытания при эксплуатации ГЭС 123
10.1 Высоковольтные испытания и измерения кабельной линии 123
10.1.1 Средства испытаний и измерений 123
10.1.2 Условия проведения испытаний и измерений. 124
10.1.3 Последовательность проведения испытаний и измерений 124
10.1.3.1 Измерение сопротивления изоляции 125
10.1.3.2 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты 126
10.1.4 Обработка и оформление результатов полученных при испытаниях и измерениях 129
10.1.5 Меры безопасности при проведении испытаний и охрана окружающей среды 130
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 135
ПРИЛОЖЕНИЕ А 137
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 144
ПРИЛОЖЕНИЕ В 147
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 149

Весь текст будет доступен после покупки

Гидроэлектростанции занимают важнейшее место в энергосистемах и являются высокоэффективным источником электроэнергии. Главное достоинство ГЭС – это маневренность гидроагрегатов, ее работа во всех режимах от нулевой до максимальной мощности. При резких приростах нагрузки (пиках) в энергосистеме, в том числе при аварийных сбоях, можно компенсировать включением резервных гидроагрегатов ГЭС.
Использование стока реки, в качестве источника энергии, является ключевым фактором в связи с экологической ситуацией на сегодняшний день. Также немаловажно, что сток реки является возобновляемым источником энергии, в отличие от газа, нефти, твердого и ядерного топлива.
Целью бакалаврской работы является проектирование основных частей гидроузла с применением полученных знаний во время обучения, решение необходимых задач и принятие оптимальных решений.
В задачи бакалаврской работы входят водно–энергетические расчеты, выбор установленной мощности, основного и вспомогательного оборудования, выбор главной электрической схемы и схемы собственных нужд, выбор устройств РЗиА, гидротехнических сооружений, по итогу проводится технико–экономическое обоснование проектируемой ГЭС. Также одной из основных задач является изучение специального вопроса и разработка его для проектируемой ГЭС.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общие сведения

Вишера – горная или полугорная река. В горах течёт в узкой долине с крутыми (отвесными) склонами. Тип русла изменяется от порожисто-водопадного до горного с развитыми аллювиальными формами.
Русло врезанное прямолинейное, иногда разветвлённое (одиночные разветвления длиной 300–500 м). Русло извилистое, радиус кривизны излучин в среднем составляет 800 м, шаг излучин около 1–1,5 км. Пойменные берега размываются со скоростью 3–7 м/год. От устья Колвы до впадения в Каму Вишера – равнинная река с шириной до 900 м.
Вишера относится к рекам с восточноевропейским типом водного режима с весенним половодьем, дождевыми паводками и низкой летней меженью. Половодье проходит одной или несколькими волнами (в случае возврата холодов). Пик половодья приходится на начало мая.


1.1 Природные условия

1.1.1 Климат в районе проектируемого гидроузла

Территория бассейна находится в зоне умеренно-континентального климата. Средняя температура января изменяется от -16оС до -18оС .
Слой испарения составляет 470 мм, слой атмосферных осадков колеблется в пределах 700–1000 мм.

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; Красноярский государственный технический институт, Саяно-Шушенский филиал. – Саяногорск : Саяно-Шушенский филиал КГТУ, 2005. – 114 с.
2. Архангельская область : офиц. сайт. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения 28.06.2022).
3. Водный кодекс Российской Федерации: текст с изм. и доп. на 8.12.2016 г. № 74–ФЗ // Собрание законодательства Российской Федерации. – 2020. – 8 дек. (№ 74). – С. 74–ФЗ.
4. Гидротехнические сооружения. Часть 1. : учебник для вузов / Л. Н. Рассказов, В. Г. Орехов, Н. А. Анискин [и др.]. – М. : Издательство АСВ, 2011. – 576 с. – ISBN 978-5-93093-593-6
5. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций : справ. пособие : в 2 т. / Л. Ф. Абдурахманов, Б. Н. Ананьин, Ф. В. Аносов [и др.]. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – Т. 2. – 366 с. – ISBN 5-283-01961-6
6. ГОСТ Р 57114–2016. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Оперативно–диспетчерское управление в электроэнергетике и оперативно–технологическое управление. Термины и определения : нац. стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 04.10.2016 N 1302–ст. – М. : ОАО «ЕЭС России», 2017. – 19 с.
7. ГОСТ Р 56303–2014. Оперативно–диспетчерское управление нормальные схемы электрических соединений объектов электроэнергетики : нац. Стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федер. агентства по техн. регулированию и метрологии от 01.09.2015. – М. : ОАО «ЕЭС России», 2016 – 19 с.
8. Единые сценарные условия ОАО «РусГидро» на 2017–2042 гг. : Приказ ОАО «РусГидро». – М. : ПАО «РусГидро», 2016. – 22 с.
9. Затеева, Е. Ю. Использование водной энергии. Выбор параметров ГЭС суточного регулирования: учебно-методическое пособие / Е. Ю. Затеева, Н. С. Щербакова. – Сибирский федеральный университет, Саяно-Шушенский филиал. – Саяногорск; Черемушки: Саяно-Шушенский филиал СФУ, 2021. – 100 с.: ил.
10. Затеева, Е. Ю. Использование водной энергии : методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования / Е. Ю. Затеева. – Сибирский федеральный университет, Саяно-Шушенский филиал. – Саяногорск; Черёмушки: Саяно–Шушенский филиал СФУ, 2012. – 12 с.
11. Методические рекомендации по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес–планов в электроэнергетике : утв. Приказом ОАО РАО «ЕЭС России» от 07.02.2000 г. № 54 на основании Заключения Главгосэкспертизы России от 26.05.1999 г. № 24–16–1/20–113.

Весь текст будет доступен после покупки