Проектирование шилкинской гэс на реке шилка. Интеграция устройств релейной защиты, развитие умных сетей на базе микропроцессорных защит

СОКРАЩЕНЫЙ ПАСПОРТ ШИЛКИНСКОЙ ГЭС 5
1 Исходные данные для проектирования гидроузла 7
1.1 Топографические данные 7
1.2 Климат 7
1.3 Сейсмические условия 7
1.4 Гидрологические данные 7
2 Водно-энергетический расчет 9
2.1 Регулирование стока воды 9
2.1.1 Исходные данные 9
2.1.2 Кривые обеспеченности стока 9
2.1.3 Выбор расчетного средневодного и маловодного года 10
2.2 Определение установленной мощности на основе водно-энергетических расчетов 12
2.2.1 Перераспределение стока маловодного года 12
2.2.2 Водно-энергетические расчеты по условию маловодного года 13
2.2.3 Определение установленной мощности Шилкинской ГЭС 14
2.2.4 Водно-энергетические по условиям средневодного года 14
2.3 Баланс энергии и мощности 15
2.3.1 Баланс энергии 15
2.3.2 Баланс мощности 15
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 16
3.1 Выбор числа и типа гидроагрегатов 16
3.1.1 Построение режимного поля 16
3.1.2 Выбор турбины по главным универсальным характеристикам 18
3.1.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины 21
3.2 Определение геометрических размеров проточной части и машинного зала ……………………………………………………………………………………………………………………..22
3.3 Выбор основного и вспомогательного оборудования 25
3.3.1 Выбор типа серийного генератора 25
3.3.2 Расчет вала и подшипников 26
3.3.3 Выбор типа размеров маслонапорной установки и регулятора вращения частоты 28
4 Электрическая часть 28
4.1 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 28
4.1.1 Выбор силовых трансформаторов 28
4.1.2 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения 30
4.1.3 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического расчёта………………………………………………………………………………………………..31
4.2 Выбор электротехнического оборудования 32
4.2.1 Расчёт токов трёхфазного и однофазного короткого замыкания в главной схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 32
4.2.2 Определение расчётных токов рабочего и утяжелённого режима 35
4.2.3 Выбор силовых выключателей и разъединителей 35
4.2.4 Выбор измерительных трансформаторов 37
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 37
5.1 Перечень защит основного электрооборудования 37
5.2 Расчет защит и выбор уставок 39
5.2.1 Продольная дифференциальная защита главного генератора (I?G) 39
5.2.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (UN (UO))…… 41
5.2.3 Дистанционная защита генератора (Z1<), (Z2<) 43
5.3 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор и высоковольтных линий электропередачи 56
6 Компоновка сооружения и гидроузла 56
6.1 Состав и компоновка гидроузла 56
6.2 Назначение класса ГТС 56
6.3 Проектирование сооружений напорного фронта 58
6.3.1 Определение отметки гребня плотины 58
6.3.2 Определение ширины водосливного фронта 60
6.3.3 Определение отметки гребня водослива 61
6.3.4 Проверка пропуска поверочного расчётного расхода 63
6.3.5 Построение профиля водосливной грани 64
6.3.6 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 64
6.4 Конструирование плотины 66
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 66
6.4.2 Расчет водобойной плиты 66
6.4.3 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины……………………………………………………………………………………………………………….67
6.4.4 Фильтрационные расчет 68
6.5 Величина равнодействующей фильтрационного давления определяется из выражения 69
6.6 Обоснование надежность и безопасности бетонных плотин 69
6.6.1 Вес сооружения и затворов 69
6.6.2 Сила гидростатического давления 70
6.6.3 Вертикальное давление воды 70
6.6.4 Равнодействующие, взвешивающие давление 70
6.6.5 Давление наносов 71
6.6.6 Волновое давление 71
6.6.7 Оценка прочности плотины 71
6.6.8 Критерии прочности плотины и её основания 74
6.6.9 Обоснование надежности плотины 75
7 Охрана окружающей среды 75
7.1 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Шилкинской ГЭС 75
7.2 Общие сведения о районе строительства 77
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 77
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 79
7.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации Шилкинской ГЭС 80
7.5.1 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 80
7.5.2 Мероприятия по охране водных объектов 81
7.5.3 Обращение с отходами производства и потребления 82
7.6 Мероприятия в зоне особо охраняемых природных территориях 82
7.7 Водоохранная зона 83
7.8 Учёт и отчётность 84
8 Технико-экономическое обоснование 85
8.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 85
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 85
8.3 Налоговые расходы 87
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 88
8.5 Оценка инвестиционного проекта 89
8.6 Коммерческая эффективность 89
8.7 Бюджетная эффективность 90
8.8 Анализ чувствительности 90
9 Интеграция устройств релейной защиты в АСУ ТП. Развитие умных сетей на базе микропроцессоров 92
9.1 Устройства релейной защиты 93
9.2 Состояние системы 94
9.3 Современные решения 97
9.3.1 МЭК 61850 97
9.3.2 Резервирование сетей 98
9.4 Вывод 99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 94
ПРИЛОЖЕНИЕ А-Д 97

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки

Исходные данные для проектирования гидроузла

1.1 Топографические данные

Ши?лка – река в Азиатской части России, в Забайкальском крае; левая составляющая р. Амур. Шилка образуется при слиянии рек Онон и Ингода. Длина реки 560 км, площадь бассейна 206 тыс. км2. Основные левобережные притоки: Нерча, Куэнга, Чёрная.

1.2 Климат

Бассейн реки находится в низкогорьях Восточного Забайкалья. Климат бассейна резко континентальный: температура зимой составляет -24°С, летом – +18°С. Осадки (300-400 мм в год) выпадают в основном в форме дождей, из-за чего питание реки считается преимущественно дождевым. Для Шилки характерны невысокое весеннее половодье и летние паводки с расходами воды, превышающими расходы воды в половодье.

1.3 Сейсмические условия

Зона расположения створа попадает в опасный сейсмический район. По шкале сейсмической интенсивности 7/8 баллов, но крупных землетрясений в регионе зафиксировано не было.

1.4 Гидрологические данные

Исходный гидрологический ряд наблюдений за 50 лет для реки Шилка, представлен в Приложении А [Приложение А, таблица А.1]. Кривые связей верхнего и нижнего бьефов представлены на рисунках 1.1 и 1.2.



Рисунок 1.1 – Кривая зависимости отметки ВБ от объема водохранилища


Рисунок 1.2 – Летняя и зимняя кривые зависимости отметки НБ от расхода

На рисунке 1.3 представлен гидрограф реки, основанный на данных гидрологических наблюдении.



Рисунок 1.3 – Гидрограф реки Шилка

Водно-энергетический расчет

2.1 Регулирование стока воды

2.1.1 Исходные данные

Исходные данные для водно-энергетического расчета:
Ряд гидрологических наблюдений за рекой Шилка указан в Приложении А [Приложение А, таблица А.1];
Зависимости отметок нижнего бьефа от летних и зимних расходов, отметки верхнего бьефа от объема водохранилища;
Энергосистема: ОДУ Сибири, Забайкальское РДУ;
Коэффициент мощности:k_N=8,5;
Потери напора в водопроводящих сооружениях:?h=0,3;
Нормальный подпорный уровень Шилкинской ГЭС (далее НПУ): ?НПУ=395;
Суточные и годовые графики нагрузок (плакат «Использование водной энергии»);
Потери воды и требования участников ВХК представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Потери водохранилища, требования водохозяйственного комплекса, санитарный попуск
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Qисп. , м3/с 7 7 4 93 485 600 872 657 512 204 35 18
Qфильтр. , м3/с 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91 2,91
Qльдообр., м3/с 3 3 1 -7 -19 0 0 0 0 0 12 7
Qиспар. , м3/с 0,07 0,07 0,04 0,93 4,85 6,00 8,72 6,57 5,12 2,04 0,35 0,18
QВХК , м3/с 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
Qсан. поп., м3/с 100

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мосин К.Ю. Гидрология: методические указания к практическим занятиям / К.Ю. Мосин. – 2-е изд., испр. и доп. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2012. – 48 с.
2. Александровский К.Ю. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов / Сост. А.Ю. Александровский, Е.Ю. Затеева, Б.И. Силаев; СШФ КГТУ – Саяногорск, 2005. 114 с.
3. Затеева Е.Ю. Использование водной энергии: Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования / сост. Е.Ю. Затеева. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; СаяноШушенский филиал, 2012. - 12 с.
4. Использование водной энергии. Часть 1. Водно-энергетические расчеты режимов ГЭС / сост. Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, Е.Ю. Затеева, С.В. Митрофанов. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2014. -106 с.
5. Васильев Ю.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2 т. / Под ред. Ю.С. Васильева, Д.С. Щавелева. – Т. 1. Основное оборудование гидроэлектростанций. – М.: Энергоатомиздат. 1988. – 400 с.
6. Васильев Ю.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2 т. / Под ред. Ю.С. Васильева, Д.С. Щавелева. – Т. 2. Вспомогательное оборудование гидроэлектростанций. – М.: Энергоатомиздат. 1990. – 336 с.
7. Новоженин В.Д. Гидроэлектростанции России: Справочное пособие / Под ред. В.Д. Новоженина, Е.В. Невского. Типография «Институт Гидропроект», 1998. – 467 с.
8. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций: Учеб. для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
9. Брызгалов, В.И. Гидроэлектростанции: Учебное пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. – 541 с. 10. СТО РусГидро 01.01.78-2012 Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования: введен впервые: дата введения 2012-07-30. – Москва: Федеральная гидрогенерирующая компания – РусГидро, 2012. – 290 с.
10. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

Весь текст будет доступен после покупки