До принципових схем ГЕС ставляться:

1) Гребельна схема (рис.1.3, схема I).

Створення напорупередбачає підпір рівня ріки шляхом створення

греблі. Образующееся при цьому водоймищі використається як регулююча ємність, що дозволяє періодично створювати запаси води й більш повно використати енергію водотоку.

2) Дериваційна схема (рис.1.3, схеми II, III).

Вона дозволяє одержати зосереджений перепад шляхом відводу води із природного русла по штучному водоводу. Дериваційні ГЕС використають для створення напору штучні водоводы, залежно від типу які розрізняють ГЕС із безнапірної й з напірною деривацією.

У ГЕС із безнапірною деривацією (рис.1.5) відвід води здійснюється безнапірними водоводами, наприклад відкритим каналом.

ГЕС із напірною деривацією (рис.1.6) відвід води йде по напірних трубопроводах або по водоводу у вигляді напірного тунелю.

Комбінована схема (рис.1.3, схема III).

Передбачає створення напору, посредствам використання, як гребель, так і дериваційних споруджень. По розташуванню будинку ГЕС у складі гідровузла, здійсненого за гребельною схемою, розрізняє руслові й приплотинные будинку ГЕС.

Руслові будинки ГЕС характеризуються тим, що вони входять до складу водонапірних споруджень, і сприймає тиск води з боку верхнього б'єфа (рис.1.4).

Тому що в даному дипломному проекті розглядається приплотинная ГЕС, то на її особливостях зупинимося детальніше.

Приплотинное будинок ГЕС (мал.1.7) характеризуються тим, що воно розташовується за греблею, поблизу від її. Будинок ГЕС не сприймає тиск води, тому його конструкція не ограничива5ет напір, що визначається висотою греблі. Великий вплив на компонування робить тип греблі, тому що від висоти й ширини її по підошві залежить довжина напірних водоводов і компонування будинку ГЕС.

Проектована ГЕС відповідає схема I, це найпоширеніший варіант, коли будинок ГЕС перебуває за греблею. Водоприймач розташовується у верхньому б'єфі, а інші трубопроводи проходять під греблею, у залізобетонній галереї. (вставити схеми стор.18, 19).

Состав споруджень гідровузлів:

ГЕС входить до складу гідровузла-комплексу гідротехнічних споруджень, призначених для використання водних ресурсів. До складу гідровузла входять постійні, тимчасові й допоміжні спорудження.

Постійні спорудження гідровузлів:

Водопровідні й водоскидні спорудження призначені для створення підпору й утворення водоймищ, забезпечення пропуску води, а також скидання з верхнього б'єфа льоду, сміття й промыва насосів.

Енергетичні спорудження необхідні для виробітку електроенергії й розподілу її відповідно до вимог споживачів. До них відносять водоприймальні пристрої, водоводы, будинку ГЕС із основним енергетичним устаткуванням (гідротурбіни, генератори, трансформатори), а також допоміжним механічним і підйомно-транспортним устаткуванням; РЕПЕТУЮ, що складається з комплекту електричних апаратів і з'єднань між ними.

Тимчасові спорудження необхідні тільки на період будівельних робіт і підрозділяються на:

спорудження, що забезпечують пропуск витрат води ріки під час будівництва в обхід будівельних майданчиків й їхній захист від затоплення;

виробничі підприємства для забезпечення будівництва гідровузла.

Допоміжні спорудження:

Вони призначені для забезпечення нормальної експлуатації гідровузла й створення необхідних зручностей для обслуговуючого персоналу й членів їхніх родин.

Це житлові, культурно побутові, адміністративні й господарські будинки, дороги, водопостачання, каналізації й т.п.

2. Схема видачі потужності в систему

Гідроелектростанція на ріці "Т", установленою потужністю 54 МВт (2 гідрогенератори по 2х27 МВт), видає потужність у систему на напругу 110 кв по двох ланцюговий ЛЕП-110 кв. приєднаним урізанням в існуючу ЛЕП-110 кв.

Довжина приєднання до існуючої лінії 15 км і виконується проведенням АС-185/29 на металевих оцинкованих опорах (з умов вологості).

Параметри проведення АС-185/29 [10]:

Таблиця 2.1 - Вихідні дані проведення

Усе вище перераховані відомості передбачені завданням на проектування.

3. Схема головних електричних з'єднань гес

3.1 Техніко-економічне зіставлення варіантів схем

Головна схема електричних з'єднань електростанції - це сукупність основного електроустаткування (генератори, трансформатори, лінії), збірних шин, комутаційної й іншої первинної апаратур з усіма виконаними між ними в натурі з'єднаннями [13].

Вибір головної схеми є визначальним при проектуванні електричної частини електростанції, тому що він визначає повний состав елементів і зв'язків між ними. Обрана головна схема є вихідною при складанні принципових схем електричних з'єднань, схем власних потреб, схем вторинних з'єднань, монтажних схем і т.д.

На кресленні головні схеми зображуються в однолінійному виконанні при відключеному положенні всіх елементів установки.

У даному дипломному проекті при виборі головної схеми ГЕС ми розглянемо три варіанти схем електричних з'єднань:

схема "місток з вимикачами в ланцюгах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів" (рис.3.1);

схема "чотирикутник" (рис.3.2);

схема "одна, секционированная вимикачем, система шин" (рис.3.3).

Схема "містка" рекомендується до застосування при потужності трансформаторів до 63 МВА включно й при необхідності секціонування ліній і збереження транзиту при ушкодженні трансформатора [8].

Схема "одна, секционированная вимикачем, система шин" застосовується, в основному, на напругу 35 кв, але з урахуванням малої кількості приєднань (чотири приєднання) і з метою знизити величину можливих витрат, ми допускаємо застосування даної схеми на напругу 110 кв.

Схема "чотирикутник" рекомендується застосовувати [8] на напругу 220 кв і вище, але тому що в даному проекті необхідно забезпечити надійність головної схеми (секціонування транзитних ліній), те ми приймаємо її до розгляду.

Техніко-економічне зіставлення варіантів схем зводиться в (табл.3.1).

Вартості осередків ВРП й величини річних витрат узяті з Довідника по проектуванню електричних систем [15] з урахуванням коефіцієнта перерахування рівного 4,5. Зазначені в (табл.3.1) показники вартості ВРП враховують вартості вимикачів, віддільників, роз'єднувачів, короткозамыкателей, трансформаторів струму й напруги, розрядників, апаратури керування, сигналізації, релейного захисту й автоматики, контрольних кабелів, ошиновки, будівельних конструкцій і фундаментів, а також відповідних будівельно-монтажних робіт.

Таким чином, після проведеного зіставлення, можна зробити наступні виводи:

1) Схема "місток" є найбільш дешевої, але при виході з ладу одного з вимикачів, губиться транзит на лінії.

2) Схема "чотирикутника" майже на 30% дорожче попереднього варіанта. Вона більше надійна, тому що зберігає транзит.

3) Схема "одна, секционированная вимикачем, система шин" дорожче першого варіанта на 54%. Крім того, можлива втрата транзиту, як й у першому випадку.

3.2 Вибір варіанта схеми, що рекомендує

На підставі проведеного техніко-економічного зіставлення варіантів схем для подальшого проектування вибираємо схему "чотирикутник", внаслідок її достатньої надійності й економічної доцільності.

У схемі "чотирикутник" вимикачі встановлюються в рассечке шин, замкнутих у кільце. Приєднання підключаються до шин між вимикачами через роз'єднувачі. Таким чином, кожне приєднання виявляється підключеним до схеми відразу через два вимикачі, які при комутаціях приєднання повинні включаться або відключатися обоє. Після аварійного відключення приєднання кільце виявиться розімкнутим, і його можна знову замкнути тільки після відключення роз'єднувача приєднання. Число вимикачів у чотирикутнику дорівнює числу приєднань, однак, завдяки розміщенню вимикачів у сторонах чотирикутника схема має всі переваги секционированной схеми. У схемі "чотирикутник" при ушкодженні одного з вимикачів з розвитком аварії губиться не більше двох приєднань. Вивід у ревізію будь-якого вимикача вимагає мінімуму операцій і може бути зроблений без порушення роботи схеми.

До недоліків схеми ставиться необхідність більше частої ревізії вимикачів, тому що будь-яке відключення короткого замикання виробляється в ній відразу двома вимикачами.

4. Вибір основного встаткування

4.1 Турбіна

У турбіні механічна енергія води перетвориться в механічну енергію, зраджувану обертовому валу. Залежно від напору, на ГЕС установлюються радіально-осьові (турбіни Френсиса), поворотно-лопатеві (турбіни Пельтона). Вид і тип гідротурбін визначається, виходячи з наступних параметрів: напору, енергетичних і кавітаціонних показників турбіни, здатності працювати з високим КПД.

Вихідні дані для вибору турбіни беруться із завдання на дипломне проектування. Вибір проводиться за умовами норм технологічного проектування ГЕС і ГАЭС [7].

Вихідні дані:

Встановлена потужність ГЕС - 54 МВт.

Розрахунковий напір - 55 м.

На даний напір ГЕС можливе застосування як радіально-осьової турбіни (у вертикальному виконанні), так і поворотно-лопатевої (у вертикальному виконанні).

Тому для вибору оптимального варіанта розглянемо обидва типи.

Таблиця 4.1 - Основні параметри гідротурбін

Порівняння варіантів показало, що установка радіально-осьових турбін є кращою з ряду причин:

турбіни радіально-осьового типу мають меншу масу;

при однаковому з поворотно-лопатевими турбінами діаметрі робочого колеса, а отже, і розмірах будівельного блоку в плані вимагають значно меншого заглубления робітника колеса й будинки ГЕС у цілому;

радіально-осьові турбіни мають більше високий КПД, вони більше прості й надійні в експлуатації.

Однак при більшому коливанні діапазону напорів за умовою КПД може одержати перевагу тип ПЛ.

4.2 Гідрогенератор

У гідрогенераторі механічна енергія, одержувана від турбіни, перетвориться в електричну енергію, що передається в енергосистему.

Залежно від положення осі обертання розрізняють вертикальні, горизонтальні й похилі гідрогенератори. У свою чергу, вертикальні гідрогенератори підрозділяються на підвісні (рис.4.1.) і зонтичні (рис.4.2).

Вибір типу гідрогенератора визначається його частотою обертання. Тому що ротор гідрогенератора жорстко з'єднаний валом з робочим колесом турбіни, те їхня частота обертання однакова, n > 200 про/хв., тому приймаємо до установки генератор підвісного типу.

Потужність гідрогенератора залежить від КПД генератора й потужності турбіни на валу

, МВт (4.1)

 МВт

де -потужність на виводах генератора.

Вибираємо гідрогенератор з наступними параметрами.

Таблиця 4.2 - Вихідні дані генератора

4.3 Підвищувальний трансформатор

Головний трансформатор (блоковий) підвищує напруга до значення, необхідного для передачі енергії на більші відстані. Перевага віддається трифазним трансформаторам, але при дуже великій потужності,іноді, застосовують групи із трьох однофазних трансформаторів. Трансформатори, як правило, установлюються на відкритому повітрі.

За умовою завдання, видача потужності в систему йде на напрузі 110 кв.

Вибираємо трансформатор [10]

Таблиця 4.3 - Вихідні данні трансформатора

5. Спецпитання. Особливості головних схем електричних з'єднань

5.1 Види схем й їхнє призначення

Головна схема електричних з'єднань ЭС - це сукупність основного електроустаткування (генератори, трансформатори, лінії), збірних шин, комунікаційної й іншої первинної апаратур з усіма виконаними між ними в натурі з'єднаннями [13].

Вибір головної схеми є визначальним при проектуванні електричної частини ЭС, тому що він визначає повний состав елементів і зв'язків між ними. Обрана головна схема є вихідною при складанні принципових схем електричних з'єднань, схем власних потреб, схем вторинних з'єднань, монтажних схем і т.д.

На кресленні головні схеми зображуються в однолінійному виконанні при відключеному положенні всіх елементів установки.

В умовах експлуатації поряд із принципової головної схеми застосовуються спрощені оперативні схеми, у яких указується тільки основне встаткування. Черговий персонал кожної зміни заповнює оперативну схему й вносить у неї необхідні зміни в частині положення вимикачів і роз'єднувачів, що відбуваються під час чергування.

На повній принциповій схемі вказують всі апарати первинного ланцюга, що заземлюють ножі роз'єднувачів і віддільників, указують також типи застосовуваних апаратів. Існують також спрощені принципові схеми електричних з'єднань, на яких, на відміну від повної, не вказуються деякі апарати - трансформатори струму, напруги, розрядники.

5.2 Основні вимоги до головних схем електричних з'єднань ГЕС

При розробці головних електричних схем повинні бути визначені наступні дані [7]:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5