Проектирование Усятской ГЭС на реке бия. эксплуатация кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, бумажно масляной изоляцией и др.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ УСЯТСКОЙ ГЭС 6
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Общая часть 9
1.1 Климат 9
1.2 Гидрологические данные 9
1.3 Инженерно-геологические условия 12
2 Водно-энергетические расчеты 3
2.1 Регулирование стока воды 3
2.1.1 Определение максимальных расчетных расходов 3
2.1.2 Кривые обеспеченности расходов 4
2.1.3 Выбор расчетных гидрографов 6
2.2 Выбор установленной мощности 7
2.2.1 Выбор рабочей мощности. Первая итерация 7
2.2.2 Баланс энергии 9
2.2.3 Расчет резервов и планирование капитальных ремонтов оборудования 10
2.2.4 Баланс мощностей 11
2.2.5 Выбор рабочей мощности. Вторая итерация 12
2.2.6 Выбор дублирующей мощности 13
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 14
3.1 Выбор числа и типа агрегатов 14
3.1.1 Построение режимного поля 14
3.1.2 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 16
3.2 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины 20
3.3 Гидромеханический расчет и построение плана бетонной спиральной камеры. 20
3.4 Расчет гидрогенератора 24
3.5 Выбор вспомогательного оборудования 26
4 Электрическая часть 27
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 27
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 27
4.2.1 Выбор синхронного генератора 27
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными блоками 27
4.2.3 Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединенным блоком 30
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 32
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 32
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического расчета 34
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего напряжения 35
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной схеме с помощью программного обеспечения RаstrWin 36
4.6.1 Расчет исходных данных 36
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 38
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 38
4.8.1 Выбор генераторных выключателей и разъеденителей 39
4.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения на генераторное напряжение 10,5 кВ 40
4.8.3 Выбор электротехнического оборудования на напряжение 110 кВ 43
4.8.4 Выбор средств измерений и защиты КРУЭ 45
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 45
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 46
5.1 Выбор системы возбуждения и выпрямительного трансформатора 46
5.2 Расчёт токов КЗ 48
5.3 Выбор измерительных трансформаторов тока 50
5.3.1 Выбор ТТ в соответствии с требованием их точной работы 50
5.3.2 Выбор ТТ в соответствии с требованием надежной работы измерительных органов РЗ при близких КЗ 52
5.3.3 Проверка ТТ на недопустимые перенапряжения во вторичных цепях 53
5.4 Расчет номинальных токов оборудования 54
5.5 Описание защит и расчет их уставок 56
5.5.1 Расчет уставок МТЗ и ТО преобразовательного трансформатора 56
5.5.2 Защита ротора от перегрузки 58
5.5.3 Дифференциальная защита генератора 60
5.5.4 Дистанционная защита 62
5.5.5 Защита обратной последовательности от несимметричных перегрузок и внешних несимметричных коротких замыканий (I2) 65
5.5.6 Защита от симметричных перегрузок и коротких замыканий 70
5.5.7 Защита от повышения напряжения 72
5.5.8 Таблица уставок защит 72
6 Компоновка и сооружения гидроузла 73
6.1 Назначение класса ГТС 73
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 73
6.2.1 Определение отметки гребня плотины 73
6.2.2 Определение ширины водосливного фронта 75
6.2.3 Проверка пропуска поверочного расхода 77
6.2.4 Построение профиля водосливной грани 79
6.2.5 Сопряжение потока 80
6.3 Конструирование плотины 82
6.3.1 Определение отметки и ширины подошвы плотины 82
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 83
6.3.3 Быки 83
6.3.4 Галереи в плотине 84
6.3.5 Цементационная завеса 84
6.3.6 Дренажные устройства в основании 84
6.4 Обоснование надёжности и безопасности бетонной плотины 85
6.4.1 Определение основных нагрузок на плотину 85
6.4.2 Оценка прочности плотины 88
6.4.3 Критерии прочности плотины и её основания 90
6.4.4 Обоснование устойчивости плотины 91
6.5 Конструирование профиля глухой плотины 91
6.6 Проектирование глубинного водосброса 92
6.7 Состав и компоновка сооружений гидроузла 93
7 Мероприятия по охране окружающей среды 93
7.1Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Усятского Гидроузла. 93
7.2 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период строительства 94
7.3 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 95
7.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период эксплуатации 95
7.5 Водоохранная зона. 96
7.6 Мониторинг водных объектов 97
8 Технико-экономические показатели 98
8.1 Объемы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 98
8.1.1 Оценка объемов реализации электроэнергии 98
8.2 Текущие расходы по гидроузлу 99
8.3 Налоговые расходы 100
8.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 101
8.5 Анализ денежных потоков 102
8.6 Оценка инвестиционного проекта 102
8.6.1 Методология, исходные данные 102
8.6.2 Коммерческая эффективность 103
8.6.3 Бюджетная эффективность 104
8.7 Анализ чувствительности 104
9.1Назначение и основные характеристики кабельных линий 0,4-110 кВ 107
9.2 Преимущества и недостатки разных видов кабелей 109
9.2.1 Кабели с Бумажно масляной пропитанной изоляцией 109
9.2.2 Кабели сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена сверхвысокого напряжения 109
9.2.3 Кабели с ПВХ изоляцией 109
9.3 Электрические и водный триинги . 110
9.5 Оперативное обслуживание и осмотр кабельной линии 112
9.6 Частичные разряды 112
9.7 Методы определения расстояние до повреждения кабельной линий 113
Импульсный метод. 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 121
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 126
ПРИЛОЖЕНИЕ В 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 132
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 134

Весь текст будет доступен после покупки

Потребление электроэнергии стало неотъемлемой частью жизни человечества, и с каждым годом все больше людей получают доступ к электричеству. Наблюдается тенденция к переходу на альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергетика и ветровая. Это приводит к необходимости увеличения генерирующих мощностей в стране. Гидроэлектростанции играют ключевую роль в современных энергетических системах, регулируя параметры в нестабильных режимах и покрывая пиковые нагрузки. В последнее время довольно часто проектируют малые ГЭС т. к. они требуют малых капиталовложений, такие гидроэлектростанции могут обеспечить местное электроснабжение отдельных предприятий как в данном случае город Бийск и его предприятия.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общая часть

1.1 Климат

В этом районе преобладает умеренный континентальный климат, с его характерной чертой – коротким, но очень жарким летом и долгой холодной зимой. Сильные ветровые порывы, сопровождающие активную циклоническую активность, являются обычным явлением здесь.
Колебания температур минимальны, и годовое количество осадков находится в пределах от 450 до 500 мм. Январь считается самым морозным месяцем, когда температура может падать до -54 °С, а самым теплым – июль, когда столбик термометра поднимается до +39 °С.
Среднее изменение температур в течении года приведены на рисунке 1.



Рисунок 1-Изменение температуры в течении года

1.2 Гидрологические данные

Бия берет начало из Телецкого озера. Бия вместе с Катунью образует одну из крупнейших рек Евразии – Обь. Длина Бии 301 км, площадь бассейна 37,64 тыс. км2 – 10-й по площади бассейна и 29-й по длине приток Оби. Основные притоки: Тондышка, Лебедь, Ильмень, Неня, Бехтемир (правые); Иогач, Сараккокша (левые). Бассейн реки находится в Горном Алтае и его предгорьях. Ниже озера река течет в узкой (до 500 м) долине. Пойма отсутствует. Уклон реки 16,8%.
Среднемноголетний расход воды в районе гидроузла 477 м3/с. Питание реки – дождевое и снеговое . После спада волны половодья наступает летне-осенняя межень, прерываемая паводками. В водах Бии содержится мало взвешенных частиц.
Гидрологический ряд реки Бия в период с 1932-1981 представлен в Таблице 1.1.


Таблица 1.1 – Гидрологический ряд реки Бия
Годы I II III IV V VI VII VIII IХ Х ХI ХII Qср. год
1932 115 106 101 172 1271 974 841 741 593 404 202 149 472
1933 92 87 92 361 945 798 575 532 495 211 170 115 373
1934 110 101 96 103 1347 1182 720 592 564 367 202 138 460
1935 73 73 96 191 1528 1038 647 564 303 193 124 92 410
1936 92 86 83 116 2153 1025 852 846 468 294 192 119 527
1937 84 83 87 161 1752 1332 1011 740 578 329 165 115 537
1938 96 92 92 416 1999 1367 1110 974 703 459 202 124 636
1939 77 76 83 189 1610 1111 1007 722 335 274 141 101 477
1940 104 95 85 249 1222 1203 758 592 564 349 202 133 463
1941 110 100 90 327 1588 1532 910 747 665 440 312 144 580
1942 89 86 94 134 1643 1099 901 848 473 321 170 118 498
1943 78 78 86 235 1290 1248 733 638 362 229 143 100 435
1944 80 77 83 192 1303 1299 939 635 446 275 158 109 466
1945 67 66 80 437 1045 582 524 496 271 183 110 88 329
1946 169 137 120 273 1726 1045 1022 996 927 715 375 228 644
1947 92 83 92 249 1599 1475 1368 965 547 339 187 119 593
1948 73 72 83 249 1285 1181 898 697 344 266 129 92 447
1949 79 77 83 235 1359 1331 853 657 399 247 141 101 464
1950 81 77 87 102 1735 1163 721 595 446 229 149 101 457
1951 65 64 78 134 807 538 507 503 234 178 110 85 275
1952 83 81 92 166 1777 1526 1302 898 482 239 153 105 575
1953 73 72 83 146 1166 781 540 522 326 201 131 95 345
1954 83 73 85 138 1200 797 564 556 454 274 161 112 375
1955 96 61 54 217 1842 1515 901 695 552 371 182 125 551
1956 81 75 83 235 1360 1332 858 661 396 138 106 45 447
1957 119 128 107 172 1606 954 885 749 511 373 172 127 492
1958 119 110 65 201 1875 1689 1277 1207 686 390 234 156 668
1959 90 84 93 313 1309 1186 851 717 462 277 161 138 473
1960 92 96 124 191 1689 1358 1083 884 647 329 190 114 566
1961 188 156 125 410 1496 1234 984 975 697 357 243 229 591
1962 83 78 89 249 1312 721 595 588 321 210 183 139 381
1963 78 61 83 125 1180 943 558 521 330 228 215 120 370
1964 67 78 87 161 1152 1039 716 662 298 192 151 106 392
1965 135 129 101 207 1251 684 625 584 563 394 247 204 427
1966 68 71 89 202 2505 1241 1068 778 454 274 155 109 584
1967 103 101 101 262 1085 1027 640 619 496 398 186 128 429
1968 68 71 89 244 2097 1036 644 534 280 200 145 109 460
1969 101 88 86 216 3119 2110 1261 740 585 473 251 174 767
1970 101 84 67 262 1549 1519 805 541 505 407 201 89 511
1971 84 78 84 227 1620 1468 1010 669 395 247 150 89 510
1972 101 73 78 281 1437 1347 639 575 417 274 148 110 457
1973 92 84 89 336 2102 1190 1047 784 445 274 170 120 561
1974 69 69 83 336 741 540 513 482 264 184 109 87 290



Окончание таблицы 1.1
Годы I II III IV V VI VII VIII IХ Х ХI ХII Qср. год
1975 65 69 83 144 1872 863 772 545 416 337 172 83 452
1976 105 118 118 212 1944 955 662 536 493 395 162 128 486
1977 125 115 123 372 1225 1199 856 701 426 413 235 152 495
1978 107 115 103 319 1048 799 679 593 218 250 147 89 372
1979 108 99 89 176 1325 1287 637 610 471 349 280 129 463
1980 99 95 99 160 1480 1052 643 572 423 256 169 107 430
1981 98 83 83 265 1282 800 657 515 391 250 127 115 389
Ср.знач 101 96 96 225 1434 1021 697 586 417 310 186 116 440

Максимальные расходы воды расчетной обеспеченности представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Максимальные расходы воды расчетной обеспеченности
р, % 0,5 1,0 3,0 5,0 10,0 Qс.п.
Qмакс, м3/с 2108 1915 675 467 417 50
УНБ, м 189,8 189,46 186,2 185,87 185,59 162,48

Кривая зависимость отметки нижнего бьефа от расхода водохранилища (ZНБ = f(Q)) представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Кривая зависимости ZНБ = f(Q)

Кривая зависимость отметки верхнего бьефа от объема водохранилища (ZВБ = f(Vвдхр.)) представлена на рисунке 1.2.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Использование водной энергии. Выбор параметров ГЭС годичного регулирования: учебно-методическое пособие / сост. Е.Ю. Затеева, А.А. Дворцова. – Саяногорск; Черёмушки: Саяно-Шушенский филиал СФУ, 2019. – 68 с.: ил.
2. Сайт системного оператора единой энергетической системы. [Электронный ресурс] – Режим доступа: httрs://www.sо-uрs.ru/ (дата обращения 13.05.2024 г.)
3. Проектирование зданий гидроэлектростанций (строительная часть): Учебное пособие / Ю. С. Васильев, Г. А. Претро. – Л.: ЛГТУ, 1991. 80 с.
4. 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.: ил.
5. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2 т./Под ред. Ю. С. Васильева, Д. С. Щавелева. – Т. 2. Основное оборудование гидроэлектростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 336 с.: ил.
6. СТО РусГидро 01.01.78-2012 Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования. – Москва, ОАО «РусГидро» 2012. – 290 с.
7. ГОСТ 25711-83 «Краны мостовые электрические общего назначения», Москва, 1983 г. 20 с.
8. СТО 17330282.27.140.017-2008 ОАО РАО «ЕЭС России»" «Механическое оборудование ГТС ГЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования». 75 с.
9. 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.
10. Каталог «Гидрогенераторы» [Электронный ресурс] // Сервис «Онлайн Электрик». – Режим доступа: httр://оnlinе-еlесtriс.ru (дата обращения 08.05.2024 г.)

Весь текст будет доступен после покупки