13

Федеральное агентство по образованию

Саяно-Шушенский филиал

Красноярского государственного технического университета

КАФЕДРА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ,

ГИДРАВЛИКИ И ГИДРОМАШИН

Выбор параметров гэс

Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному

проектированию гидротехнических объектов

Саяногорск - 2005

УДК 621.311.21

В 92

Выбор параметров ГЭС: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию гидротехнических объектов/Сост. А.Ю. Александровский, Е.Ю.Затеева, Б.И.Силаев; СШФ КГТУ.- Саяногорск, 2005.114с.

Утверждено редакционно-издательским советом филиала

© СШФ КГТУ, 2005

Оглавление

оглавление 3

1. СОСТАВ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ. 10

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ 10

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ГИДРОГРАФОВ 18

МАЛОВОДНОГО И СРЕДНЕВОДНОГО ГОДА 18

ПРИ ЗАДАННОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СТОКА 18

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ВОДЫ 26

ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩА 26

4. ПОСТРОЕНИЕ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ 28

НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ 28

6. ПОКРЫТИЕ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ СУЩЕСТВУЮЩИМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ 35

7. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЭС БЕЗ РЕГУЛИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ 38

8. ВЫБОР ПЕРИОДА И ГЛУБИНЫ СРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ МАЛОВОДНОГО ГОДА 44

9. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЭС В МАЛОВОДНОМ ГОДУ 45

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ ГЭС И ПЛАНИРОВАНИЕ КАПИТАЛЬНЫХ РЕМОНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ 52

11. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЭС В СРЕДНЕМ ПО ВОДНОСТИ ГОДУ 56

12. Выбор основного энергетического оборудования 67

12.1. Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 68

12.2 Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу 85

12.3. Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения ее бескавитационной работы 90

12.4. Выбор типа серийного гидрогенератора 96

12.5. Расчет годовой выработки электроэнергии 98

для вариантов основного энергетического оборудования 98

основного энергетического оборудования 102

12.7. Расчет и построение энергетических характеристик гидроагрегата и ГЭС в целом для выбранного типа основного оборудования 110

Таблица 32 116

ЛИТЕРАТУРА 126

Справочные материалы к курсовому 127

и дипломному проектированию 127

гидротехнических объектов 127

структура генерирующих мощностей 127

рао «еэс России» 127

структура генерирующих мощностей 128

тепловых электростанций 128

Типовые суточные графики нагрузки энергосистемы 129

В зависимости от сут. зим . и сут. лет. 129

В зависимости от сут. зим . и сут. лет. 130

Показатели графиков нагрузки энергосистемы 131

типовые суточные графики нагрузки 136

Для района центр 58-51 северной широты, зима 136

Для района центр 58-51 северной широты, лето 136

Для района юг 51-45 северной широты, зима 137

Для района юг 51-45 северной широты, лето 137

Для района крайний юг южнее 45 северной широты, зима 138

Для района крайний юг южнее 45 северной широты, лето 138

Классификация гидротехнических сооружений 139

Зависимость класса капитальности водоподпорных сооружений от последствий аварии 139

В зависимости от их социально-экономической ответственности и условий эксплуатации (из СНиП 33-01-2003) 140

Ежегодная вероятность превышения расчетных максимальных расходов и коэффициенты надежности для гидротехнических сооружений 141

1-4 классов 141

В зависимости от последствий возможных 142

гидродинамических аварий 142

Осредненная продолжительность строительства и распределение капитальных вложений по годам строительства гидроэлектростанций 143

Ориентировочные затраты на освоение новых земель взамен изымаемых (цены 1984г.) 143

Базисные цены на местные материалы 144

по данным УПС-84 144

Строительные работы 145

(все виды работ и конструкций гидротехнических сооружений) 145

Земляные работы 145

Конструкции 146

Каменно-набросные*, бетонные и 147

железобетонные** конструкции 147

Металлические конструкции и 147

оборудование гидротехнических сооружений 147

Горные выработки 148

Укрупненные поясные коэффициенты 149

Затраты по главам сводного расчета стоимости строительства 150

(в % от стоимости строительно-монтажных работ по гл.2) 150

Зависимость коэффициента кинематической вязкости воды оттемпературы 155

156

номограмма для определения чистого веса радиально-осевых гидротурбин РО310-РО500 157

номограмма для определения чистого веса поворотнолопастных гидротурбин ПЛ10-ПЛ40: 158

Веса в т и удельные стоимости в тыс. руб/т горизонтальных гидрогенераторов мощностью 5 - 25 Мва 160

Таблица V 164

Поправочные коэффициенты по напряжению 164

Поправочные коэффициенты по разгонной скорости 164

График зависимости приращения объема бетона от диаметра рабочего колеса при дополнительном заглублении отсасывающей трубы на 1 м 165

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-10 166

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-15 167

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-20 168

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от типа и диаметра рабочего колеса турбины для напоров 1580 м 169

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от типа и диаметра рабочего колеса турбины для напоров 115310 м 170

Эксплуатационные затраты по ГЭС 171

Нормы простоя гидроагрегатов в планово-предупредительном ремонте 172

Среднегодовые нормы амортизационных отчислений для гидроэнергетических объектов 172

174

Технические минимумы нагрузки 175

тепловых электростанций 175

Штатные коэффициенты промышленно-производственного персонала ТЭС, 175

работающих на твердом и газомазутном топливе, чел/МВт 175

(руб./кВт установленной мощности) 176

Технико-экономические показатели по заменяемым маневренным энергоустановкам 176

Технико-экономические показатели 177

по заменяемым базисным ГРЭС 177

Цены на уголь, долл./тут 178

ЛЭП 179

Стоимость сооружения воздушных линий 110 кВ, тыс. руб./км 179

Стоимость сооружения воздушных линий 220 кВ, тыс. руб./км 180

Стоимость сооружения воздушных линий 330 кВ, тыс. руб./км 180

Стоимость сооружения воздушных линий 500 кВ, тыс. руб./км 181

Стоимость сооружения воздушных линий 750 и 1150 кВ, тыс. руб./км 181

Пропускная способность и дальность передачи 182

линий передач 110 - 1150 кв 182

области применения электрических сетей разных номинальных напряжений 182

характеристика удельного резерва r%=f(n,%,q) в диапазоне n=5-15% 183

оглавление 3

1. СОСТАВ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ. 10

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ 10

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ГИДРОГРАФОВ 18

МАЛОВОДНОГО И СРЕДНЕВОДНОГО ГОДА 18

ПРИ ЗАДАННОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СТОКА 18

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ВОДЫ 26

ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩА 26

4. ПОСТРОЕНИЕ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ 28

НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ 28

6. ПОКРЫТИЕ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ СУЩЕСТВУЮЩИМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ 35

7. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЭС БЕЗ РЕГУЛИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ 38

8. ВЫБОР ПЕРИОДА И ГЛУБИНЫ СРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ МАЛОВОДНОГО ГОДА 44

9. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЭС В МАЛОВОДНОМ ГОДУ 45

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ ГЭС И ПЛАНИРОВАНИЕ КАПИТАЛЬНЫХ РЕМОНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ 52

11. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЭС В СРЕДНЕМ ПО ВОДНОСТИ ГОДУ 56

12. Выбор основного энергетического оборудования 67

12.1. Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристикам 68

12.2 Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу 85

12.3. Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения ее бескавитационной работы 90

12.4. Выбор типа серийного гидрогенератора 96

12.5. Расчет годовой выработки электроэнергии 98

для вариантов основного энергетического оборудования 98

основного энергетического оборудования 102

12.7. Расчет и построение энергетических характеристик гидроагрегата и ГЭС в целом для выбранного типа основного оборудования 110

Таблица 32 116

ЛИТЕРАТУРА 126

Справочные материалы к курсовому 127

и дипломному проектированию 127

гидротехнических объектов 127

структура генерирующих мощностей 127

рао «еэс России» 127

структура генерирующих мощностей 128

тепловых электростанций 128

Типовые суточные графики нагрузки энергосистемы 129

В зависимости от сут. зим . и сут. лет. 129

В зависимости от сут. зим . и сут. лет. 130

Показатели графиков нагрузки энергосистемы 131

типовые суточные графики нагрузки 136

Для района центр 58-51 северной широты, зима 136

Для района центр 58-51 северной широты, лето 136

Для района юг 51-45 северной широты, зима 137

Для района юг 51-45 северной широты, лето 137

Для района крайний юг южнее 45 северной широты, зима 138

Для района крайний юг южнее 45 северной широты, лето 138

Классификация гидротехнических сооружений 139

Зависимость класса капитальности водоподпорных сооружений от последствий аварии 139

В зависимости от их социально-экономической ответственности и условий эксплуатации (из СНиП 33-01-2003) 140

Ежегодная вероятность превышения расчетных максимальных расходов и коэффициенты надежности для гидротехнических сооружений 141

1-4 классов 141

В зависимости от последствий возможных 142

гидродинамических аварий 142

Осредненная продолжительность строительства и распределение капитальных вложений по годам строительства гидроэлектростанций 143

Ориентировочные затраты на освоение новых земель взамен изымаемых (цены 1984г.) 143

Базисные цены на местные материалы 144

по данным УПС-84 144

Строительные работы 145

(все виды работ и конструкций гидротехнических сооружений) 145

Земляные работы 145

Конструкции 146

Каменно-набросные*, бетонные и 147

железобетонные** конструкции 147

Металлические конструкции и 147

оборудование гидротехнических сооружений 147

Горные выработки 148

Укрупненные поясные коэффициенты 149

Затраты по главам сводного расчета стоимости строительства 150

(в % от стоимости строительно-монтажных работ по гл.2) 150

Зависимость коэффициента кинематической вязкости воды оттемпературы 155

156

номограмма для определения чистого веса радиально-осевых гидротурбин РО310-РО500 157

номограмма для определения чистого веса поворотнолопастных гидротурбин ПЛ10-ПЛ40: 158

Веса в т и удельные стоимости в тыс. руб/т горизонтальных гидрогенераторов мощностью 5 - 25 Мва 160

Таблица V 164

Поправочные коэффициенты по напряжению 164

Поправочные коэффициенты по разгонной скорости 164

График зависимости приращения объема бетона от диаметра рабочего колеса при дополнительном заглублении отсасывающей трубы на 1 м 165

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-10 166

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-15 167

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от компоновки и диаметра рабочего колеса для пл-20 168

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от типа и диаметра рабочего колеса турбины для напоров 1580 м 169

График зависимости объема бетона в строительной части гидротурбоустановки от типа и диаметра рабочего колеса турбины для напоров 115310 м 170

Эксплуатационные затраты по ГЭС 171

Нормы простоя гидроагрегатов в планово-предупредительном ремонте 172

Среднегодовые нормы амортизационных отчислений для гидроэнергетических объектов 172

174

Технические минимумы нагрузки 175

тепловых электростанций 175

Штатные коэффициенты промышленно-производственного персонала ТЭС, 175

работающих на твердом и газомазутном топливе, чел/МВт 175

(руб./кВт установленной мощности) 176

Технико-экономические показатели по заменяемым маневренным энергоустановкам 176

Технико-экономические показатели 177

по заменяемым базисным ГРЭС 177

Цены на уголь, долл./тут 178

ЛЭП 179

Стоимость сооружения воздушных линий 110 кВ, тыс. руб./км 179

Стоимость сооружения воздушных линий 220 кВ, тыс. руб./км 180

Стоимость сооружения воздушных линий 330 кВ, тыс. руб./км 180

Стоимость сооружения воздушных линий 500 кВ, тыс. руб./км 181

Стоимость сооружения воздушных линий 750 и 1150 кВ, тыс. руб./км 181

Пропускная способность и дальность передачи 182

линий передач 110 - 1150 кв 182

области применения электрических сетей разных номинальных напряжений 182

характеристика удельного резерва r%=f(n,%,q) в диапазоне n=5-15% 183