Приплотинна ГЕС потужністю 2х27 МВт на річці "Т" (стр. 3 из 12)

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

Тип	S, мм2	R 1 км при 20 ос, Ом/км	Iдоп, А	Sс, МВА
АС-185/29	185/29	ПРО,162	510	4750

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

Найменування	Варіант 1	Варіант 2
Установлена потужність ГЕС, МВт	2х27	2х27
Кількість агрегатів, шт.	2	2
Тип	Радіально-осьова(РО)	Поворотно-лопатева (ПЛ)
Потужність. МВт	27,69	27,69
Діаметр робочого колеса, м	2,8	2,8
Частота обертання номінальна, про/хв	214,3	300
КПД при розрахунковому напорі й номінальній потужності, %	93,0	92,3
Максимальний КПД, %	94,2	93,6
Маса, т	135	150

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

Тип	S, МВт	U, кв		P, МВт	f, Гц		cos
ВГС-440	27	10,5	0,21	22	50	0,975	0,85

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.