Проектирование Усть-Нерской ГЭС на реке Индигирка.

Сокращенный паспорт Усть-Нерской ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Анализ исходных данных и определение внешних условий функционирования ГЭС 10
1.1 Природные условия 10
1.1.1 Географические сведения 10
1.1.2 Климатические условия 10
1.1.3 Гидрологические данные 10
1.1.4 Сейсмология 14
1.1.5 Геологические данные 14
1.1.6 Топографические данные 14
1.2 Энерго-экономическая характеристика региона 15
2Водно-энергетические расчеты 18
2.1 Регулирование стока воды 18
2.1.1 Гидрологические расчеты 18
2.1.2 Построение эмпирических кривых 18
2.1.3 Выбор расчетных гидрографов для маловодного и среденеводного годов при заданной обеспеченности 19
2.2 Выбор установленной мощности на основе водно-энергетических расчетов 20
2.2.1 Расчет конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по требования водно-хозяйственного комплекса 20
2.2.2 Водно-энергетические расчеты 21
2.2.3 Определение установленной мощности и среднемноголетней выработки 22
2.3 Баланс мощности и энергии 23
3 Основное и вспомогательное оборудование 26
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 26
3.1.1 Режимное поле 26
3.1.2 Выбор гидротурбины по главным универсальным характеристикам 27
3.2 Гидротурбины и их проточная часть 29
3.2.1 Определение отметки заглубления рабочего колеса 29
3.2.2 Выбор маслонапорной установки 30
3.3 Гидрогенераторы 30
3.4 Подъемно-транспортное оборудование 31
4 Электрическая часть 32
4.1 Выбор главной схемы электрических соединений и схемы собственных нужд 32
4.1.1 Выбор структурной схемы электрических соединений 32
4.1.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 32
4.1.3 Выбор количества отходящих линий и марки проводов 32
4.2 Главные повышающие трансформаторы 34
4.3 Распределительное устройство 35
4.4 Выбор схемы на основании технико-экономического расчета 36
4.5 Расчет токов короткого замыкания 37
4.5.1 Параметры элементов схемы для расчета токов короткого замыкания 37
4.5.2 Расчет однофазного и трехфазного короткого замыкания в ПО RastrWin3 39
4.5.3 Ударный ток короткого замыкания 40
4.6 Электротехническое оборудование 41
4.6.1 Расчет утяжеленного режима 41
4.6.2 Выбор генераторного выключателя на напряжения 13,75 кВ 42
4.6.3 Выбор трансформатора тока и напряжения 43
4.6.4 Выбор синхронизатора и анализатора 44
4.6.5 Выбор параметров КРУЭ 45
4.6.6 Выбор вспомогательного оборудования 46
5 Устройства релейная защита и автоматика 47
5.1 Исходные данные 47
5.2 Расчет номинальных параметров оборудования 48
5.2.1 Перечень защит основного оборудования 49
5.2.2 Выбор типа и параметров системы возбуждения и параметров выпрямительного трансформатора возбуждения. Расчет их защит и уставок. 50
5.2.3 Расчет номинальных токов 53
5.2.4 Расчет токов КЗ в максимальном и минимальном режимах работы в трех точках 55
5.3 Описание защит и расчет уставок 56
5.3.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора 56
5.3.2 Продольная дифференциальная защита генератора (I?G) 58
5.3.3 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un (U0)) 61
5.3.4 Дистанционная защита генератора 65
5.3.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 69
5.3.6 Защита от симметричных перегрузок 73
5.3.7 Защита от перегрузки обмотки ротора 76
5.3.8 Защита от повышения напряжения 80
5.4 Выбор комплекта защит блока генератор-трансформатор 81
5.5 Таблица уставок и матрица отключений защит 81
6 Компоновка и сооружения гидроузла 82
6.1 Определение класса гидротехнического сооружения 82
6.2 Определение отметки гребня плотины 82
6.3 Гидравлический расчет плотины 84
6.3.1 Определение ширины водосливного фронта 84
6.3.2 Определение отметки гребня водослива 86
6.3.3 Построение профиля водосливной плотины 87
6.3.4 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе 88
6.3.5 Расчет свободно отброшенной струи 89
6.4 Проектирование бетонной плотины 91
6.4.1 Определение ширины подошвы плотины 91
6.4.2 Разрезка бетонных плотин швами 91
6.4.3 Быки 92
6.4.4 Устои 92
6.4.5 Галереи в теле плотины 93
6.4.6 Определение ширины плотины по гребню 93
6.4.7 Расчет цементационной завесы и дренажа 93
6.5 Обоснование надежности и безопасности бетонной плотины 95
6.5.1 Вес сооружения и затворов 95
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 96
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 96
6.5.4 Сила фильтрационного давления 97
6.5.5 Давление грунта 97
6.5.6 Волновое давление 98
6.6 Оценка прочности плотины 99
6.6.1 Определение напряжений для основного расчетного случая 99
6.6.2 Критерии прочности плотины 101
6.6.3 Расчет устойчивости плотины 102
7 Мероприятия по охране труда и пожарной безопасности 103
7.1 Безопасность гидротехнических сооружений 103
7.2 Пожарная безопасность 104
7.3 Охрана труда 106
8 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Усть-Нерского ГУ. 109
8.1 Общие сведения о районе строительства 109
8.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 111
8.4 Отходы, образующиеся при строительстве 115
8.4.1 Лом бетонных изделий, отходы бетона в кусковой форме 115
8.4.2 Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные 115
8.5 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 116
8.6 Водоохранная зона, 116
9 Технико-экономическое показатели 118
9.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 118
9.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 118
9.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 119
9.1.3 Налоговые расходы 122
9.2 Оценка прибыли 122
9.2.1 Анализ денежных потоков 123
9.3 Оценка инвестиционного проекта 124
9.3.1 Методология, исходные данные 124
9.3.2 Коммерческая эффективность 125
9.3.3 Бюджетная эффективность 125
9.4 Анализ чувствительности 126
10 Обоснование выбора аварийно-ремонтных затворов на Иркутской ГЭС 129
10.1 Общие сведения 129
10.2 Актуальность темы и причины установки АРЗ 129
10.3 Механическое оборудование 131
10.3.1 Аварийно-ремонтный затвор 131
10.3.2 Гидроподъемники 133
10.4 Маневрирование АРЗ 134
10.4.1 Расчет подъемно-посадочных усилий 135
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 138
ПРИЛОЖЕНИЕ А 143
ПРИЛОЖЕНИЯ Б 146
ПРИЛОЖЕНИЕ В 153
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 157
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 160

Весь текст будет доступен после покупки

Гидроэлектростанция — это электростанция, в качестве источника энергии использующая энергии водного потока. Занимают особое место в современных энергосистемах, выполняя важную роль по регулированию параметров энерго¬системы в не станционных режимах, по мимо этого покрывает неравномерную часть графиков нагрузки. ГЭС проектируются на реках, образуя водохранилища.

Весь текст будет доступен после покупки

Створ проектируемой Усть-Нерской ГЭС располагается на реке Индигирка в республике Саха (Якутия). Свое начало река берет в слиянии рек Хастак (Ту¬ора-Юрях) и Тарын-Юрях на Оймяконском нагорье и впадает в Восточно-Си¬бирское море. Длина реки составляет 1790 км, а площадь бассейна — 362 тыс. ?км?^2.

1.1.2 Климатические условия

Климат поселка, в котором располагается створ, резко континентальный.
Средняя температуры: июля — 13,3?, января — - 44?, могут быть морозы до -47,9 ?. В среднем за год выпадает 237 мм осадков.

1.1.3 Гидрологические данные

Замерзает в октябре. Толщина ледяного покрова может превышать 2 метра. Вскрывается в конце мая — начале июня. Весенний ледоход обычно продолжа¬ется неделю. В питании Индигирки участвуют дождевые и талые (снеговые, лед¬никовые и наледные) воды. Половодье в тёплую часть года; сток весны 32 %, лета 52 %, осени около 16 %, зимы меньше 1 % и река местами перемерзает (Крест-Майор, Чокурдах).
В проектируемом створе следующие основные расходы:
Средний расход у Усть-Неры составляет 428 м^3/с, максимальный 10 600 м^3/с. Размах колебаний уровня 7,5 и 11,2 м, высшие уровни в июне — начале июля.
Отметка НПУ составляет 545 м от уровня моря.
Расчетные расходы паводков при обеспеченностях: 0,01% — 4147 м^3/с; 0,1% — 3645 м^3/с.
Гидрологический ряд среднемесячных расходов в период 1944-1993 гг предоставлен приложении А (табл.А.1).



В таблица 1.1.3.1 и 1.1.3.2 предоставлены кривые связи уровня воды в верх¬нем и нижнем бьефе от объема и расходов соответственно.

Таблица 1.1.3.1 — Координаты отметок верхнего бьефа от объема водохрани¬лища z_ВБ=f(V_вдхр)
№ V_вдхр, ?км?^3 ?ВБ, м
1 0,00 495,07
2 0,63 504,01
3 1,25 510,60
4 1,88 515,62
5 2,50 519,59
6 3,13 522,91
7 3,75 525,79
8 4,38 528,38
9 5,00 530,76
10 5,63 532,96
11 6,25 534,99
12 6,88 536,86
13 7,50 538,58
14 8,13 540,17
15 8,75 541,65
16 9,38 543,04
17 10,00 544,34
18 10,63 545,54
19 11,25 546,55
20 11,88 547,22
21 12,50 547,28
22 10,34 545,00


Рисунок 1.1.3.1 — Кривая зависимости z_ВБ=f(V_вдхр)

Таблица 1.1.3.2 — Координаты отметок нижнего бьефа от расходов водохрани¬лища z_НБ=f(Q_вдхр)
№ Q_(вдхр.зима), м^3/с Q_(вдхр.лето), м^3/с ?НБ, м Q_(вдхр.зима), м^3/с Q_(вдхр.лето), м^3/с ?НБ, м
1 0,00 495,05 495,05 1760,00 2200,00 500,44
2 80,00 495,60 495,60 1840,00 2300,00 500,58
3 160,00 496,05 496,05 1920,00 2400,00 500,71
4 240,00 496,44 496,44 2000,00 2500,00 500,83
5 320,00 496,78 496,78 2080,00 2600,00 500,91
6 400,00 497,10 497,10 2160,00 2700,00 500,95
7 480,00 497,38 497,38 2240,00 2800,00 501,05
8 560,00 497,66 497,66 2320,00 2900,00 501,11
9 640,00 497,91 497,91 2400,00 3000,00 501,12
10 720,00 498,16 498,16 2480,00 3100,00 501,19
11 800,00 498,40 498,40 3200,00 501,23
12 880,00 498,62 498,62 3300,00 501,30
13 960,00 498,83 498,83 3400,00 501,36
14 1040,00 499,03 499,03 3500,00 501,40
15 1120,00 499,22 499,22 3600,00 501,45
16 1200,00 499,40 499,40 3700,00 501,50
17 1280,00 499,56 499,56 3800,00 501,55
18 1360,00 499,72 499,72 3900,00 501,60
19 1440,00 499,87 499,87 4000,00 501,65
20 1520,00 500,02 500,02 4100,00 501,70
21 1600,00 500,16 500,16 4200,00 501,75
22 1680,00 500,30 500,30 4300,00 501,80


Рисунок 1.1.3.2 — Кривые связи z_НБ=f(Q_вдхр)

Требования участников ВХК предоставлены в таблице 1.1.3.3.

Таблица 1.1.3.3 — Требования участников ВХК
Q, м^3/с Месяц
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
ВХК 200 200 200 200 120 672 938 1269 529 200 200 200
Фильтрация 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Испарение 0 0 0 0 1 7 9 13 5 0 0 0
Льдообразо-вание 0 0 0 0 -5 0 0 0 0 1 2 3

Таблица 1.1.3.4 — Кривая обеспеченности максимальных расходов
p, % 0,01 0,1 0,5 1 3 5 10
Ф или ? 4,83 3,81 3,04 2,68 2,08 1,77 1,32
M_S=?•C_v 1,346 1,062 0,847 0,747 0,580 0,493 0,368
K_S=M_S+1 2,346 2,062 1,847 1,747 1,580 1,493 1,368
Q=K_S•Q_ср,м^3/с 4147 3645 3266 3088 2793 2640 2418

Продолжение таблицы 1.1.3.4
p, % 20 50 75 90 95 97 99 99,9
Ф или ? 0,81 -0,08 -0,71 -1,22 -1,49 -1,66 -1,96 -2,4
M_S=?•C_v 0,226 -0,022 -0,198 -0,340 -0,415 -0,463 -0,546 -0,669
K_S=M_S+1 1,226 0,978 0,802 0,660 0,585 0,537 0,454 0,331
Q=K_S•Q_ср,м^3/с 2167 1729 1418 1167 1034 950 803 586

Кривая обеспеченности предоставлена в приложении А (рис.А.1).

1.1.4 Сейсмология

В соответствии с картами общего сейсмического районирования террито¬рии РФ, территория Усть-Неры входит в асейсмичную зону с исходной интен¬сивностью 6-7 баллов при периоде повторяемости 10000 лет.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Александровский, А.Ю. Выбор параметров ГЭС: Учебно-методиче¬ское пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов/ Сост. А.Ю. Александровский, Е.Ю. Затеева, Б.И. Силипаев; Сибир¬ский федеральный университет, Саяно-Шушенский филиал. — Саяногорск: СШФ КТГУ, 2005 г. — 174 с. — УДК 621.311.21 В 92.
2. Брызгалов, В. И. Гидроэлектростанции: Учебное пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон; Красноярский государственный технический универси¬тет, Саяно-Шушенский филиал. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. — 541 с. — УДК 621/221.2/.4(07).
3. Васильев, Ю.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудова¬ние гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2т. / Ю.С. Василева, Д.С. Ща¬велева. — Москва: Энергоатомиздат, 1990. — 366с. — ISBN 5-283-01988-8 (дата обращения: 18.03.2023).
4. Васильев, Ю. С. Основное энергетическое оборудование гидроэлек¬тростанций/ Ю. С. Васильев, И. С. Саморуков, С. Н. Хлебников. —Санкт-Петер¬бург: Издательство СПбГТУ, 2002. — 134 с. — УДК621.31.21. (дата обращения: 18.03.2023).
5. Генерирующие компании / ПАО «Магаданэнерго»: официальный сайт. — 2023. — URL: https://energybase.ru/generation/magadanenergo (дата обра¬щения: 18.03.2023).
6. ГОСТ Р 57114-2016. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Оперативно-дис¬петчерское управление в электроэнергетике и оперативно-технологическое управление. Термины и определения: национальный стандарт Российской Феде¬рации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Росстан¬дарта от 04.10.2016 № 1302-ст. — Москва: ОАО «ЕЭС России», 2017. — 19 с. — URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/8dc/4293751563.pdf (дата обращения: 18.03.2023).
7. ГОСТ Р 56303-2014. Оперативно-диспетчерское управление нор-мальные 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. – Москва: ОАО «ЕЭС России», 2016 – 19 с.
8. Единые сценарные условия ОАО «РусГидро» на 2017-2042 гг.: При¬каз ОАО «РусГидро». – М.: ПАО «РусГидро», 2016. – 22 с.
9. Затеева, Е. Ю. Использование водной энергии: Методические указа¬ния по выполнению курсового и дипломного проектирования / сост. Е.Ю. Зате¬ева; Сибирский Федеральный университет, Саяно-Шушенский филиал. — Сая¬ногорск: СШФ, 2012. — 12 с. — УДК621.22 И88.
10. Индигирка: URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B
D%D0%B4%D0%B8%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BA%D0%B0 (дата обра¬щения: 18.03.2023).

Весь текст будет доступен после покупки