ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖАРОВСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ КАЗЫР. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ГЭС

СОКРАЩЕННЫЙ ПАСПОРТ ЖАРОВСКОЙ ГЭС 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Общая часть 9
1.1 Климат 9
1.2 Гидрологические данные 9
1.3 Инженерно-геологические условия 11
2 Водно-энергетические расчеты 12
2.1 Определение максимальных расчетных расходов 12
2.2 Определение маловодного и средневодного года 14
2.2.1 Выбор расчётного средневодного года (Р=50%) 16
2.2.2 Выбор расчетного маловодного года (Р=90%) 17
2.3 Расчёт конкурирующих режимов работы ГЭС по бытовому стоку и по требованиям ВХК 18
2.4 Водно-энергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном году 20
2.5 Расчет резервов и определение установленной мощности, проектируемой ГЭС, расчет баланса мощностей 20
2.6 Режим работы ГЭС по условию средневодного года 21
2.7 Режимное поле 22
3 Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 23
3.1 Выбор типа и числа агрегатов 23
3.2 Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу 26
3.3 Определение отметки установки рабочего колеса для обеспечения её бескавитационной работы турбины 27
3.4 Выбор типа серийного гидрогенератора 27
3.5 Расчет вала и подшипников 28
3.6 Расчет спиральной камеры 29
3.7 Выбор типа и размеров маслонапорной установки и регулятор частоты вращения 31
4 Электрическая часть 32
4.1 Выбор структурной схемы электрических соединений ГЭС 32
4.2 Выбор основного оборудования главной схемы ГЭС 32
4.2.1 Выбор синхронного генератора 32
4.2.2 Выбор повышающих трансформаторов для схемы с одиночными блоками 33
4.2.3 Выбор повышающего трансформаторов для схемы с объединенным блоком 35
4.2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 36
4.3 Выбор количества отходящих воздушных линий распределительного устройства высшего напряжения и марки проводов воздушных линий 37
4.4 Выбор главной схемы ГЭС на основании технико-экономического расчета 38
4.5 Выбор главной схемы распределительного устройства высшего напряжения 39
4.6 Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания в главной схеме с помощью программного обеспечения RastrWin 40
4.6.1 Расчет исходных данных 40
4.6.2 Внесение исходных данных в программный комплекс и расчет токов короткого замыкания на СШ и генераторном напряжении в программном комплексе «RastrWin» 42
4.7 Определение расчетных токов рабочего и утяжеленного режима 43
4.8 Выбор и проверка электрооборудования 44
4.8.1 Выбор комплектного распределительного устройства на генераторное напряжение 13,8 кВ 44
4.8.2 Выбор разъединителей на генераторное напряжение 13,8 кВ 45
4.8.3 Выбор трансформаторов тока на генераторное напряжение 13,8 кВ 46
4.8.4 Выбор генераторного анализатора и синхронизатора 46
4.8.5 Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 220 кВ 46
4.8.6 Выбор трансформаторов тока и напряжения на напряжение 220 кВ 48
4.9 Выбор вспомогательного электрооборудования 48
5 Устройства релейной защиты и автоматизации энергетических систем 49
5.1 Релейная защита и автоматика 49
5.1.1 Технические данные защищаемого оборудования 49
5.1.2 Перечень защит блока генератор-трансформатор 50
5.1.3 Расчёт номинальных токов, выбор системы возбуждения и выпрямительного трансформатора 51
5.2 Расчет номинальных токов и токов короткого замыкания 53
5.2.1 Расчет токов КЗ в точке К-3 54
5.2.2 Расчет токов КЗ в точке К-1 58
5.2.3 Расчет токов КЗ в точке К-2 59
5.2.4 Расчет номинальных токов 62
5.3 Выбор трансформатора тока 63
5.4 Описание защит и расчет их уставок 66
5.4.1 Расчет уставок для защит выпрямительного трансформатора (I > ТВ), (I >> ТВ) 66
5.4.2 Расчет установок для защит генератора 67
5.4.8 Выбор комплекса защит блока генератор-трансформатор 83
5.5 Таблица установок и матрица отключений защит 83
6 Компоновка и сооружения гидроузла 85
6.1 Определение класса сооружения 85
6.2 Проектирование сооружений напорного фронта 85
6.2.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины при НПУ 85
6.2.2. Определение отметки гребня плотины при ФПУ 88
6.2.3. Определение отметки гребня бетонной плотины 91
6.2.4. Гидравлические расчёты 91
6.2.5 Пропуск расходов через глубинные водосбросы 99
6.3 Конструирование бетонной плотины 99
6.3.1 Определение ширины подошвы плотины 99
6.3.2 Разрезка бетонной плотины швами 100
6.3.3 Быки 100
6.3.4 Устои 100
6.3.5 Дренаж тела бетонной плотины 101
6.3.6 Галереи в теле плотины 101
6.4 Основные элементы плотины 101
6.4.1 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины 101
6.5 Определение основных нагрузок на плотину для основного случая 102
6.5.1 Вес сооружения и затворов 102
6.5.2 Сила гидростатического давления воды 103
6.5.3 Равнодействующая взвешивающего давления 104
6.5.4 Сила фильтрационного давления 104
6.5.5 Давление грунта 104
6.5.6 Волновое давление 105
6.6 Оценка прочности плотины 106
6.6.1 Критерии прочности плотины 108
6.6.2 Расчет устойчивости плотины 109
6.7. Конструирование грунтовой плотины 109
6.8. Компоновка и сооружения гидроузла 110
6.9. Расчет длины здания ГЭС 110
7 Мероприятия по охране окружающей среды 111
7.1 Экологическая подготовка ложа водохранилища 111
7.2 Загрязнение атмосферного воздуха на гидроэлектростанции 113
7.3 Загрязнение водного объекта на гидроэлектростанции 114
7.4 Загрязнение почвы в месте расположения гидроузла 115
7.5 Природоохранная отчетность 115
8 Технико-экономические показатели 116
8.1 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 116
8.1.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 116
8.1.2 Текущие расходы по гидроузлу 117
8.1.3 Налоговые расходы 120
8.2 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 120
8.2.1 Анализ денежных потоков 121
8.3 Оценка инвестиционного проекта 122
8.3.1 Методология, исходные данные 122
8.3.2 Коммерческая эффективность 122
8.3.3 Бюджетная эффективность 123
9 Способы определения места однофазного замыкания в сетях собственных нужд ГЭС 123
9.1 Назначение собственных нужд ГЭС 123
9.2 Однофазное замыкание на землю 124
9.3 Защита от однофазного замыкания на землю 125
Факторы, влияющие на работу защит 125
Виды защит от ОЗЗ 125
9.4 Метод поиска повреждения 126
9.5 Методы определения места однофазного замыкания 126
9.5.1 Импульсный метод 127
9.5.2 Метод накладной рамки 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 131
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 132
ПРИЛОЖЕНИЕ А Водно-энергетические расчеты 135
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Гидротурбинное, гидромеханическое и вспомогательное оборудование 137
ПРИЛОЖЕНИЕ В Расчет микропроцессорных электрических защит гидрогенератора 141
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Конструкция ГТС 142

Весь текст будет доступен после покупки

Потребление электроэнергии является обязательным условием существования человечества. В настоящее время количество потребителей электрической энергии стремительно растет за счет развития технологий, поэтому необходимо наращивать генерирующие мощности. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях различного типа.
Гидроэлектростанции занимают фундаментальное место в современных энергосистемах, выполняя основную роль регулирования их параметров в нестабильных режимах, а также покрывая пиковые части графиков нагрузки.
Основными проблемами в топливно-энергетическом комплексе области являются:
? ограниченность ввода в действие новых производственных мощностей во всех отраслях топливно-энергетического комплекса области при недостаточных предложениях со стороны инвесторов;
? повышенная зависимость топливно-энергетического комплекса области от состояния централизованного рынка энергоресурсов, незначительное использование альтернативных традиционным видов топлива для производства тепловой и электрической энергии.
Основными факторами, которые могут положительно повлиять на развитие топливно-энергетического комплекса области, являются:
? удобное географическое положение и комфортные природно-климатические условия, незначительная удаленность от крупнейших научно-производственных центров России, доступность автомобильного, железнодорожного транспорта, выгодная логистика, наличие на территории области федеральных трасс и объектов транспортировки энергоресурсов;
? обеспечение потребителей энергоресурсами всех видов при приоритете наличие местных видов возобновляемых топливно-энергетических ресурсов.
? Из перечисленных выше проблем и факторов можно сделать вывод, что создание на территории области ГЭС повлечет за собой сугубо положительный эффект и способствует развитию топливно-энергетического комплекса.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общая часть

1.1 Климат

Климат в районе строительства резко-континентальный, характерный для области гор юга Сибири. Он сложился в условиях значительной удаленности от океанов, положения в умеренном поясе, высоких гор, которые препятствуют проникновению морских воздушных масс с Тихого океана.
Средняя температура января - 21°С, а средняя температура июля + 18°С. Годовая амплитуда температур около 75°.
Среднегодовое количество осадков в лесостепной зоне 300 - 600 мм в год, в подтаежной зоне 800 - 1000 мм, в горной тайге 1000 - 1500 мм.

1.2 Гидрологические данные

Среднемноголетний расход реки составляет 302 м3/с. Питание реки Казыр имеет смешанный характер.
Основными притоками реки Казыр являются:
? река Можарка;
? река Кизир;
? река Тюхтяты;
? река Табрат;
? река Рыбная.
Протяженность реки составляет 388 км, площадь бассейна – 20,9 тыс. км2.
Ряд гидрологических наблюдений за рекой Казыр в период 1955-1990 гг. представлен в таблице 1.2.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мосин К.Ю. Гидрология: методические указания к практическим занятиям / К.Ю. Мосин. – Саяногорск; Черемушки: Сибирский Федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал, 2012. – 48 с.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Васильев Ю.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2 т. / Ю.С. Васильев, Д.С. Щавелев. – Т. 1. Основное оборудование гидроэлектростанций. – Москва: Энергоатомиздат, 1988. – 400 с.
6. Васильев Ю.С. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: Справочное пособие: В 2 т. / Ю.С. Васильев, Д.С. Щавелев. – Т. 1. Основное оборудование гидроэлектростанций. – Москва: Энергоатомиздат, 1988. – 336 с.
7. Новоженин В.Д. Гидроэлектростанции России: Справочное пособие / В.Д. Новоженин, Е.В. Невский. – Санкт-Петербург: Типография «Институт Гидропроект», 1998. – 467 с.
8. Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России. Справочник. / М.И. Дворецкая, А.П. Жданова, О.Г. Гушникова, И.В. Слива, В.В. Берлина. – Санкт-Петебург: Издательство Политехнического Университета, 2018. – 224 с.
9. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова. – Москва: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
10. Кох П.И. Козловые краны для гидроэлектростанций / П.И. Кох, П.М. Нещеретный, В.А. Чекулаев. — Москва: «Машиностроение», 1972. — 168 с.
11. Брызгалов В.И. Гидроэлектростанции: Учебное пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. — 541 с.
12. СТО РусГидро 01.01.78-2012 Гидроэлектростанции. Нормы технологического проектирования. – Введ. 30.07.2012 – Москва: Федеральная гидрогенерирующая компания – РусГидро, 2012. – 290 с.
13. СТО РусГидро 04.02.75-2011 Гидроэлектростанции. Энергоэффективность и энергосбережение. Основные требования. – Введ. 19.09.2011 – Москва: Федеральная гидрогенерирующая компания – РусГидро, 2012. – 63 с.
14. СТО 17230282.27.140.022-2008 Здания ГЭС и ГАЭС. Условия создания. Нормы и требования. – Введ. 10.01.2008 – Москва: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. – 43 с.
15. СТО 17330282.140.016-2008 Здания ГЭС и ГАЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. – Введ. 30.07.2008 – Москва: ОАО РАО «ЕЭС России», 2008. – 50 с.
16. 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.

Весь текст будет доступен после покупки