Қапшағай СЭС технологиялық сипаттамасы
7
8
9
10
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыстың мақсаты - Қапшағай СЭС-ның электр бөлiгiн
таңдау.
Дипломдық жұмыстың технологиялық бөлiгiнде электр станциясының су
техникалық және электр жабдығының параметрлерi қарастырылған.
Қысқа тұйықталу тоқтары есептелiнген.
Экономикалық бөлiмінде Қапшағай СЭС-дағы құрылыс инвестиция
тиiмдiлiгiнiң сұрақтары қарастырылған.
Еңбектi қорғау бөлiмінде су электр станцияның қоршаған ортаға әсері,
станциядағы диспетчерлік жұмыс бөлмесінің жалпылама механикалық ауа
алмасуын есептеу, станцияның өрт қауіпсіздігі сұрақтары берілген.
АННОТАЦИЯ
Цель дипломной работы
-
обоснование электрической части
Капчагайской ГЭС.
В технологической части дипломной работы рассмотрены параметры
гидротехнического и электрического оборудования электростанции.
Рассчитаны токи короткого замыкания.
В экономической части разработаны вопросы эффективности
инвестиций в строительство Капчагайской ГЭС.
11
Мазмұны
Кіріспе
1 Қапшағай СЭС технологиялық сипаттамасы
7
8
1.1
Қапшағай су электр станциясы туралы жалпы
8
мағлұматтар
1.2
Нысананың гидро және электр энергетикалық
9
параметрлері
1.3 Су қойманы қолдану тәртібі
2 Негізгі су күштік қондырғылары
2.1 Су агрегатының параметрлері
2.2 Генератор құрылымының параметрлерін таңдау
2.3 Гидротурбинаның негізгі жүйелері және оның бөліктері
2.4 Турбина құрылымының сұлбалары, ағындық күші және
қуаты
3 220 кВ Қапшағай СЭС - ның АТҚ қайта жаңарту
3.1 Қапшағай СЭС - ның 220кВ АТҚ жағдайына талдау жасау
3.2 Негізгі электрлік құрылымдық сұлбаның кемшіліктері мен
артықшылықтары
3.3 Қапшағай СЭС-нің 220 кВ - ті АТҚ сұлбасының күшейту әдісі
4 Қапшағай СЭС-н қайта жобалау үшін қоздыру жүйесіне
қойылатын талаптар
4.1 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
4.2 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық сипаттамалары
4.3 Қорғаныс құрылғылары
4.4 Қоздыруды реттеуіш
4.5 Қоздыруды басқару жүйесі
5 Қапшағай СЭС-ның сейсмикалық және эксплуатациялық
сенімділігін бағалау
6 CЭС электрлік қосылыс қағидалық сұлбаларын таңдау
бойынша техникалық - экономикалық есептер
6.1 Құрылымдық (қағидалық) сұлбаны таңдау
6.2 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу (шартты бірлік)
6.3 Коммутациялық аппараттарды таңдау
6.4 Дифференциал қорғаныстың негізгі жағдайлары
6.5 Газдық қорғаныс
7 Экономикалық бөлім
7.1 Жалпы бөлім
7.2 Капитал салымдары
7.3 Жобаның жылдық пайдалану шығындар
7.4 Қауiп-қатердi бағалау және сақтандыру
7.5 Инвестициялық жоспар
12
71
10
14
14
14
17
18
19
19
22
22
24
25
25
26
27
28
31
31
43
48
61
63
67
67
69
70
71
8 Өмірлік тіршілігінің қауіпсіздігі
8.1 Су электр станциясын пайдалануда қоршаған ортаға
әсеріне талдау жасау
8.2 Станциядағы диспетчерлік жұмыс бөлмесінің жалпылама
механикалық ауа алмасуын есептеу
8.3 Өрт қауіпсіздігі. Трансформаторда өрттің алдын алу
шаралары
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі
13
77
77
82
84
89
90
КІРІСПЕ
Бұл диплoмдық жұмыстa Қaпшағай СЭС-ның элeктp бөлігін eceптeу
жәнe жoбaлaу мәceлeлepі қapacтырылғaн. Гидpoaгрегaттap және oлaрдың
қocымша қoндырғылapы тaңдaлғaн.
Энepгетикaлық жүйeлeрдe
электр
станцияларының электр жабдықтарында, электр тораптарында және электр
энергия тұтынушыларының электр қондырғыларында зақымдалу мен
қалыпты емес режимдердің пайда болуы мүмкін.
Энергетикалық жүйенің
және электр энергия тұтынушыларының қалыпты жұмысын қамтамасыз ету
үшін зақымдалу орнын мүмкіндікше тез анықтап оны зақымдалмаған
тораптан ажырату қажет, осылайша энерго жүйенің және тұтынушылардың
қалыпты жұмыс шарттарын қалпына келтіру.
Ол энергожүйенің барлық элементтерінің жұмыс режимінің және
қалпының үнемі бақылауын атқарып және зақымдалу мен қалыпты емес
режимдердің пайда болуын қадағалайды.
Электрмен қамтудың ең тиімді сұлбасы түсіндірілген. Релелік қорғаныс
бөлімінде трансформатордың қорғаныс түрлері есептеліп таңдалған.
Дипломдық жобада қысқа тұйықталу тоқтарын есептеп, алынған тоқтар
бойынша негізгі электр құрылғыларын таңдалған.
Жалпы
бұл дипломдық
жұмыста алдымен Қапшағай СЭС-ң
технологгиялық сипаттамасын бердік, мұнда негізінен СЭС-ң
гидроэнергетикалық және электр энергетикалық параметрлерін қарастырдық.
Тасқын кезеңдегі жоғарғы бьефтның есептік деңгейлері. Қапшағай СЭС-ң
орнатылған қуаты, су қойманы қолдану тәртібі, СЭС-ті көпжылдық қолдану
тәртібінің көрсеткіштері СЭС-ң жұмыс тәртібін қарастырдық. Келесі кезеңде
негізгі су күштік
қондырғылары
су агрегатының параметрлері,
су
турбинасының түрін генератор құрылымының түрін таңдадық. CЭС-ң
электрлік қосылыс қағидалық сұлбаларын таңдау бойынша техникалық -
экономикалық есептеуілер жүргізіп ең тиімді деген электрлік сұлбаны
қарастырдық. Қысқа тұйықталу тоқтарын есептеп
негізгі электр
қондырғыларын басты трансформаторды ажыратқышты су генераторын
өзіндік қажеттілік қондырғысын таңдадық. Жалпы CЭС-ң электр бөлімін
жобаладық.
14
1 Қапшағай СЭС технологиялық сипаттамасы
1.1 Қапшағай су электр станциясы туралы жалпы мағлұматтар
Қапшағай су электр станциясы Алматының шығысында Іле өзенінің тау
аңғарынан өтер тұсында орналасқан.
Электр өндірісі және орташа қуат бүгінгі күні екі себептен едәуір
шектелген. Біріншісі судың тапшы болуына байланысты және станциядан
төменгісу деңгейін балықты қорғау үшін реттеуге байланысты су қоймасы
әрдайым толығымен толтырылмайды. Осының нәтижесінде су қоймасының ең
жоғарғы тегеуріні 35 м, яғни жобаланғаннан 9 м төмен. Қыстағы мұз жүру
теріс ықпалын тигізеді. Осылардың бәрі электр станциясының шыңдық
қуатын 280 МВт - қа дейін шектей түседі.
Қапшағай станциясынан 36 шақырым төмен, екінші су қоймасын және
шағын станция салу жоспары бар. Бұл өзендерді реттеуді жақсартып
Қапшағай станциясының шыңдық қуатын 120 МВт - қа өсіруге мүмкіндік
береді.
Барлық негізгі су станциялардың күйі жақсы,қажетті жөндеу
жұмыстары жүйелі түрде жүргізіліп келеді.
Қапшағай ГЭС-ін жобалауды 1959 жылы, жобаны 1961-1964 жж. аяғына
дейін өңдей отырып, С.Я. Жуков атындағы Жалпы кеңестік жобалау-іздестіру
Гидропроект институтының Қазақ филиалы жүзеге асырды.
1965 ж. Қазақ КСР Министрлер Кеңесінің 25.02.65ж. №266-Р өкімімен
құрылып жатқан Қапшағай ГЭС-нің дирекциясы құрылды және оның
құрылысы басталған еді.
1970 ж. 1 қазанда Қазақ КСР Министрлер Кеңесінің өкімімен
Қапшағай ГЭС-і Алматыэнерго құрамына кірді.
1980 ж. Қапшағай ГЭС-нің құрылысы аяқталды және құрылыспен
аяқталған Қапшағай ГЭС-ін мемкомиссиямен қабылдау актісіне қол қойылды.
Қазақстан Республикасының Министрлер кабинеті 12.05.92ж. барынша
жоғары деңгейдегі су қоймасының шегі 479 м. Болатыны туралы № 423
қаулысын қабылданды.
Қапшағай ГЭС-нің машзалы. 1996 жылы Қапшағай ГЭС-і Алматы
пауэр Консалидэйтед ЖТАҚ (Трактебель бельгиялық компанияының
еншілес ұйымы) құрамына кірді. АПК АҚ-ны құрағаннан кейін Қапшағай
ГЭС-і 2007 ж. 15 ақпаннан бастап Алматы электр станциялары АҚ
құрамында жұмыс істей бастады.
Қапшағай ГЭС-і 40 жыл пайдаланғанда тұтынушыларға 42,5 кВтсағ-тан
астам электр қуатын берді. Бұл туралы электр станциясының мерейтойын
тойлауға арналған шара барысында Алматы электр станциялары АҚ
баспасөз қызметі хабарлады. Бүгіндері ГЭС қуаты 364 МВт-ты құрайды,
15
жылдық орташа өндірісі - 972 млн кВтсағ. ГЭС ғимаратында қуаты 91 МВт
болатын төрт гидроагрегат орнатылған. ГЭС бөгеті көпжылдық реттелетін
Қапшағай ГЭС-ін құрайды.
Электр қуатының бағасы ең төмен Қапшағай ГЭС-і ел электр жүйесі
үшін апаттық жағдайларда қуат өндірісімен қол ұшын берерлік мобильді
таптырмас тетігі болды.
2007-ші жылғы 14-ші ақпаннан бастап Қапшағай ГЭС-і Алматы электр
станциялары АҚ құрамына енді.
Қапшағай ГЭС-інің құрылысы 1963-ші жылы қаңтарда, Іле өзеніндегі
шатқалға құрылысшылардың алғашқы легі келгенде басталған болатын.
Құрылыс барысындағы жеті жылда 236 мың текше метр жартастық жыныстар
мен 2,35 млн текше метр топырақ алынды. 229 мың текше метр бетон мен
темір бетон, 11,5 мың арматура салынды. Топырақтан жасалған төсеніштің
көлемі 2,8 млн текше метр болды.
Қапшағай
ГЭС-інің жобасын С. Жук атындағы Бүкілодақтық
Гидропроект ҒЗИ-дің Қазақ филиалы жасады. Қапшағай ГЭС-інің бас
мердігері ретінде ИртышГЭССтройтресті қатысты.
1969-шы жылдың мамырында Қапшағай су қоймасына су толтыру
басталды. 1970-ші жылы 1-ші қазанда Қазақ ССР-інің министрлер кеңесінің
нұсқауының негізінде Қапшағай ГЭС-ін пайдалану кәсіпорны құрылды.
№ 1 ГЭС агрегаты желіге 1970-ші жылы 20-шы желтоқсанда қосылды.
№4-ші агрегат - 1971-ші жылы 22-ші желтоқсанда қосылды. Бұл аралықта
ГЭС пайдаланушы-инженерлері көптеген техникалық шешімдерді қайта
қарады. Тек 1971-72-ші жылдары 164 ұсыныс тапсырылып, олардың 120-сы
өнертапқыштық деп танылды. ГЭС-ті пайдалану жылдары барлығы 550-дей
ұсыныс енгізілді.
1.2 Нысананың гидро және электр энергетикалық параметрлері
Су ресурстарын кемелді қолдану шарттары. Қапшағай су қоймасының
негізгі мақсаты Іле өзенінің төменгі ағысында ауданы 430 мың га суармалы
жерлерді дамытуға және аймақты қажетті электрэнергиямен қамтамасыз етуге
арналған.
Су қоймадан жіберіліп егістікке қолданылады, жіберілімнің негізгі
мақсаты Қапшағай СЭС-да электр энергиясын өндіру және Қазақстан
Республикасының оңтүстік аймақтарда электр желісі тәуліктік жүктемесінің
қажеттлігін қамтамасыздандыруы.
Су қоймадағы су деңгейі. Қапшағай СЭС су қоймасының
жалпы
3
енді жері 23 км, орташа тереңдігі 15 м, ең терең жері 46 м. Шарасының
жоспарлы сыйымдылығы 28 км3. Су жиналатын алабы 113 мың км²,
жағасының ұзындығы 430 км. Бөгеннің солтүстік жағасы құмды - малтатасты,
едәуір бөлігі биік және тік жарлы, оңтүстік жағасы аласа, жайпақ, қ ұмды ,
саздақты келеді.
16сыйымдылығы 16,8 млрд м құрайды. Ауданы 1847 км², ұзындығы 187 км,
Тасқын кезеңдегі жоғарғы бьефтның есептік деңгейлері. Технологиялық
экономикалық негіздерінде (ТЭН) тіреулерді жіберу аймақтарында тасқын
шамамен 0,1%, 1%, 10% және 50% болғанда деңгейлер 1775; 1774,85; 1773,30
және 1772,60м болады. Су қоймадағы суды жүргізу 20,0 - 19,5 км тарайды.
Қапшағай СЭС-ң орнатылған қуаты. Қапшағай СЭС-ның орнатылған
қуаты және негізгі энергетикалық сипаттамалар техникалық-экономикалық
негізінде анықталған және төмендегідей 1.1-кестеде көрсетілген.
1.1 кесте - Қапшағай СЭС-ның орнатылған қуаты және негізгі
сипаттамалары
1.3 Су қойманы қолдану тәртібі
Жіберілімдер тәртібі
Іле өзенінің ағысын реттеудің негізгі шарты ауылшаруашлығы (егістік)
және экономикалық жіберлімдер ескергендегі энергетика мақсаттарына су
ресурстарын кешенды қолдануы болып табылады.
Гидро тұйіннің жұмыс тәртібі иррогациялық шығынды (вегетатция
кезінде аумақта компенсацияны ескергенде) қамтамасыздандыру мәселесін
шешеді. Табиғатты қорғау жіберлімдері қарастырылған қысқа уақытта электр
энергиясын өндіру үшін қосымша ағысты бір қалыпты тарату іске асырылуда.
Есептеу әдісі
Есеп балансты әдіспен жұргізледі. Есеп 75 жылдық ағыс қатарындағы
айлық шығындармен егін өндіру мерзімі мен экологиялық жіберілімдер
уақытында суды жіберудің берілген су қоймасының жұмыс тәртібі негізінде
орындалады. Су қойманын пайдалы көлемін ескеру арқылы қысқы уақытта
қамтамасыздандырылған шығын анықталады. Иррогациялық жіберілімдер
қамтамасыздандырлуы -90%, ал экологиялық жіберілімдер.
17 Аты
Өлшем
бірлігі
Саны
Орнатылған қуаты
МВт
364
Агрегаттың саны мен қуаты
МВт
4x91
СЭС-ның есептік шығыны
3
м с
1298
Қысқы жазғы мерзімдегі кепілденген қуат
(90% қамтамасыздандыруда)
МВт
10080
Электр энергиясын орташа көп жылдық
өндіру
6
10 кВт сағ
972
Бір жылдағы қалыпты қуаттағы жұмыс
сағат саны
Сағ
3423
Қалыпты қуаты 364МВт қысқы
тәуліктерде жұмыс сағаттар саны
(кепіл=100МВт)
Сағ
8
Қамтамасыздандырлуы
-95%
электр энергиясын өндіруге қажет
жіберілімдермен қамтамасыздандыру - 90%. Әрбір есептік қуат аралығы (ай)
үшін орташа қуат келесі формула бойынша есептеледі:
N=A.xQxH
(1.1)
мұндағы N-Қапшағай СЭС-нің орташа қуаты, МВт;
A-коэффициент; А=9.81ηаx(1.0-0.002);
ηа-турбиналық агрегаттың пайдалы әсер коэффициенті
[ηа= ηxтηтxηтр];
ηт-жұмыс аумағындағы орташа пайдалығының әсер
коэффициенті (ПӘК);
ηг-генератор пайдалы әсер коэффициенті;
ηтр-трансформатордың пайдалы әсер коэффициенті (1.0-0.2)
коэффициенті СЭС-нің өзіндік қажеттлгін -2%;
Q-уақыттың бір аралығында СЭС-нің орташа қолданатын
орташа қуат шығыны,м3с;
H-уақыттын бір аралығында СЭС-ң суының орташа таза
қысымы, м;
СЭС-нің орташа қысымы есептік уақыт аралығында СЭС-ң жоғарғы
және төменгі бьефінде судын орташа денгейлері арасындағы айырым болады.
Қалақшалы гидротурбина үшін төменгі бьеф су денгейнің орнына жұмыс
дөнгелегінің өсі қолданылады.
Гидротурбиналық есептеулерде СЭС=1298м3с есептік шығыны кезінде
деривациялық жолда су қысымның ең жоғарғы шығындары анықталады
(сәйкес қуат 364МВт) нетто қысымды жоғары мен төменгі бьеф сымнан
қысым шығынын алып тастау арқылы табылады.
Есептелуілерден алынған нәтижелер бойынша СЭС-ң қолданылуындағы
келесі сипаттамалар алынады:
- СЭС-ң жоғарғы бьефіндегі су денгейі;
- СЭС-ң төменгі бьефіндегі су шығыны;
- СЭС-ң су қысымы;
- СЭС-ң орнатылған қуаты;
- Энергияның жылдық өндірілуі
СЭС-нің орнатылған қуаты. СЭС-ның орнықты қуаты су ағысының
қуатынан да, электр энергия жүйесіндегі жұмыс шарттарынан да тәуелді.
СЭС-тің орнықты қуат шамасы үш бөліктен тұрады.
С С С
(1.2)
Қапшағай СЭС-ң орнатылған қуаты 364 МВт-та анықталған,
қамтамасыздандыру 90% болғанда орташа айлық кепілдеген қуат 81,9 МВт-ті
құрайды. Желтоқсан, қаңтар және ақпан орташа айлық қуат 91 МВт-ты
құрайды, ал ақпан және наурызда 95МВт .
18N орнЭС N гарЭС N допЭС N СрезЭС .
1.2 кесте - Қапшағай су қоймасы салынғанға дейінгі және кейінгі Іле
өзенінің сұйық және қатты ағындысының негізгі сипаттамалары
Қапшағай су қоймасынан төмен орналасқан, Іле өзені - Үшжарма бекеті
бойынша судың өтімі 472 м3с-тан 382 м3с-қа дейін, ал тасындылар өтімі 442
кгс-тан 81,3 кг-қа дейін азайған. Яғни, сұйық ағынды 1,24%, ал қатты ағынды
18,4% дейін төмендеген. Бұл көрсеткіштерді 1.2 - кестеден көруге болады.
1.2 - кесте деректері бойынша Қапшағай су қоймасы салынғаннан
кейінгі кезеңдерді қарастырсақ, тасындылардың ағындысының күрт азайып,
төмендегені байқалып отыр. Бұның басты себебі, олар ұзындығы бойыншы
ұзаққа созылған, ал тереңдігі 70 м болып келетін су қойма арқылы ағып өтеді.
Сондықтан, бірінші кезекте, тасындылардың Қапшағай су қоймасының
қазаншұңқырында қанша тұнатынын білу маңызды. Осы мақсатты шешу үшін
Қапшағай су қоймасынан жоғары орналасқан бекеттің, су қоймаға әкелетін
тасындылар көлемі анықталды (1.3 - кесте).
Тасындылардың режимі мен олардың жыл ішіндегі үлестірімін зерттеу
кезінде негізгі әсер етуші фактор ретінде Қапшағай су қоймасы алынды.
Себебі, аталған су қойма салынғанға дейінгі кезеңдерде тасындылар мен су
ағындысының арасында жақсы байланыс болған. Тасындылар ағындысы
қатарын қалпына келтіру мақсатында, су өтімімен байланыс қисығы
пайдаланылды (1 - сурет).
1.3
-
кесте мәліметтері арқылы Қапшағай су қоймасының
қазаншұқырында тұнатын тасындылардың көлемі анықталды (1.4 - кесте).
Анықталған шамаларға назар аударатын болсақ, су қоймаға келіп түсетін
тасындылардың 99% су қойманың қазаншұңқырда тұнатын белгілі болды .
Қапшағай су қойма-сында тасындылардың шөгу көлемі жыл сайын орта
есеппен 5-15 млн. тоннаға дейін жетеді.
Жүргізілген есептеулер бойын-ша мынандай қорытындылар жасауға
болады:
1) Іле өзенінің тасындылар ағындысының режимі өзінің бірқалыпты
еместігімен ерекшеленеді;
2) Қапшағай су қоймасының салынуы тасындылар ағындысының
айтарлықтай төмендеуіне әкеліп соқты;
3) Жыл сайын Қапшағай су қоймасында 5 - 15 млн. т дейін, ал орта
есеппен 10 млн. т тасындылар тұнады, яғни су қоймаға келіп түсетін
тасындылардың барлық көлемінің 99% оның қазаңшұңқырында тұнады.
19 Тармақтары
Су қойма
салынғанға дейін
Су қойма
салынғаннан кейін
Тармақтары
3
Q, м с
R, кгс
3
Q, м с
R, кгс
Тармақтары
Qорт
C
Rорт
С
Qорт
C
Rорт
С
Іле өзені - Қапшағай шатқалы
482
0,23
392
0,48
419
0,21
3,4
0,98
Іле өзені - Үшжарма бекеті
472
0,14
442
0,34
382
0,16
81,3
0,48
1-сурет. Іле өзені - Қапшағай су қоймасынан 171 км жоғары
бекетінің су мен тасындылар ағындысының байланыс қисығы
1.3 кесте - Іле өзені-Қапшағай су қоймасынан 171 км жоғары бекетінің
тасындылар ағындысының көлемі
1.4 кесте - Қапшағай су қоймасының қазаншұңқырында тұнатын
тасындылардың көлемі
20
2 Негізгі су күштік қондырғылары
2.1 Су агрегатының параметрлері
Қапшағай СЭС-ң су энергетикалық берілістері бойынша мында негізгі
параметрлер есептеледі және қабылданады: агрегаттың қалыпты айналу
жылдамдығы 107,1 айналыммин, және су турбинаның жұмыс дөңгелегінің
диаметрі 6500 мм. Турбиналарға таратушыда 6 бағыттағыштар, жұмыс
дөңгелегінде 21 қалақ қолданылады. Турбина мен тік білігі бар шатыр
түріндегі үш фазалы су генераторы қолданылады.
2.2 Генератор құрылымының параметрлерін таңдау
Су генераторының негізгі техникалық берілістері.
Қапшағайлық СЭС-да тұрақты эксплуатацияда ПЛ2-50642-В-650 типті
әрқайсысы 91 МВт қуатқа ие 4 гидротурбина бар.
- ПЛ - айналмалы калакты;
- 2 - екі қанатты;
- 50-максималды қысым;
- 642-инвентарлық нөмірі және турбинаның жалпы салмағы;
- В-тік белдік;
- 650-жұмыс дөңгелегінің сантиметрдегі диаметрі.
2.1 кестесінде Қапшағай СЭС-нің гидротурбиналық жабдығының
сипаттамалары келтірілген.
2.1 кесте -
Қапшағайлық СЭС-нің гидротурбиналық жабдықтың
сипаттамасы
21 №
Аты
Маркировкадан кейін
25.10.1993ж.
1
Турбина типтері
ПЛ2-50642-В-650
2
Қысымдар
2.1
Қуат бойынша есептелген
Өңдіру бойынша есептелген
32,45 м
30,1 м
2.2
Минималды
28,8 м
2.3
Жұмыстық максималды
42,7 м
2.4
Статикалық максималды
46,0 м
3
Қысым кезіндегі номиналды қуаты 32,45 м:
91 000 кВт
4
Қысымды және номиналды қуатты есептеу
кезіндегі шығындар
3
320 м сек
5
Номиналды айналу жылдамдығы
107,1 обмин
6
Жұмыстық дөңгелектің диаметрі
6 500 мм
7
Турбинаның айналу бағыты
оңға
2.1 кесте - Соңы
8
9
10
11
12
13
Агрегаттық генератордың максималді өсті
күшейткіші
Р.К. пускті ашу бұрышы
Бағытталған аппараттың пусктік ашылуы
Турбинаның жалпы салмағы
Тарту биіктігі
ПӘК
1 100 т
+6°
25%
642,8 т
-5 м
90,1%
Турбина келесі негізгі түйіншіктерден тұрады: спиралды камералардан,
ірге тас бөлшектерінен, турбина статорынан, сервомоторлармен және
қалақшамен
бағытталған аппараттар, жұмысшы дөңгелегінен, белдіктен,
бағытталған подшипниктен, штанг және май қабылдағыштардан тұрады.
Қапшағайлық CЭС-нің ПЛ,642 типті екі қанатты гидротурбина орнатылған,
оның бірлікті есептеу қуаты Nт=111 МВт,қысымды есептеу кезінде Np=36,1м
және тарту биіктігі Ns=-5 м.
Су генераторының құрылымы
Су генераторы, негізінен, келесі бөліктерден тұрады: статор, ротор,
білік, қилыстырғыш мойынтіректер, суыту жүйесі, майлау жүйесі, тежеу және
тоқтату жүйесі, роторды көтеру жүйесі.
Статор
Статор бөлігі тірек, өзекше және орамдардан тұрады.
Статор тірегі бөлшектеп тасымалданады және монтажды дәнекерлеу
әдісімен жиналады. Жұмыстық монтаждау орнында бар өзекшелер жиналады,
содан кейін статор жинақталған күйі шартты орынға тасымалданады және
орамалар монтажы орындалады.
Ротор
Ротор балқыма, айналдырып бекіткіш және полюстерден тұрады.
Роторды жинау монтаж кезінде жасалады. Ротор құрылымы жеткілікті
беріктілікте, қаттылыққа ие және жақсы электромагниттік пен желдету
сипаттарына ие (суыту үшін желдеткіш орнату қажет емес).
Су генераторының білігі
Су генераторының білік жүйесі ротордың ортаңғы бөлігі, басты білік
және біліктің бүтіндігін құруға қолданылатын басқа бөліктерден де тұрады.
Білік жүйесі жеткілікті қаттылық пен беріктілікке ие; біліктің майы су
мен дірілі айналудың үдемелі жылдамдық шартына есептелген. Білік
термиялық шынықтырылған соғылған сапалы болаттан дайындалған. Дайын
білікте бұзбайтын әдістермен кемшілікті іздеу жүргізіледі, майда сынықтар
мен кемшіліктер жіберілмейді.
Тіреу мойынтірегі және бағыттаушы мойынтірек
Тіреу мойынтірегі агрегаттық барлық айналатын бөліктерінің салмағы
мен өстік гидравликалық күшке есептеледі. Бағыттау мойынтірек агрегаттық
айналатын бөліктерінен бірдей емес радиаль механикалық жүктеме мен
электромагниттік бірдей емес жүктемеге есептеледі.
Осы екеуінде де ішкі айналымы бар суыту мен майлауы қолданылады.
22
Тіреу мойынтірегінде қатты металл пластмассасынан немесе вольфрам
құймасынан жасалған қалташалар қолданылады. Қатты металл пластмасса
қалташалар қолданғанда қысыммен майлауы қондырғысы болмайды;
вольфрам құймасы қолданғанда агрегат қосылғанда және тоқтауындағы
қысыммен майлайтын қондырғымен бірге орнатылады. Мойынтіректе
апаттық жағдайда агрегат тоқтауындағы қысыммен майлайтын құрылғы
қосылмағандағы шартты қанағаттандырады.
Қиылыстырғыш
Жоғарғы және төменгі қиылыстырғыштар жеткілікті қаттылық пен
беріктілікке ие болуы қажет және термиялық майысуға қарсы төтеп беруі
керек.
Төменгі қиылыстырғыш бөлігі статордың ішкі диаметрі арқылы
өтетіндей етіп және тіреу мойынтірегі коллекторды алмай шығатындай етіп
жобаланды. Осыдан басқа, қиылыстырғыш құрылымы статордағы орамаларды
және ротордағы магнитті полюстерді аустыруы роторды және жоғарғы
қилыстырғышты қайта монтаждаумыз, сонымен қатар статор орамасы мен
өзекшелерін алдын-ала қорғаныс тексеруін жүргізуге мүмкіндік береді.
Жоғарғы және төменгі қилыстырғыштың құрылымы жеткілікті кеңістік
пен мойынтіректерді жөндеуге ынғайлы ету жолын қамтамасыздандырады.
Суыту жүйесі
Су генераторында өзіндік ішкі айналымы бар ауалық тұйық суыту
жүйесі қолданылады. Суыту жүйесі суытқыштан және оның бекіткіштерінің
ішкі құбырларынан, клапондарынан, реттеу өлшеу құрылғыларынан, бөліктер
арасындағы байланыстырғыш сымдар мен кабельдерден тұрады.
Суытқыштарға су берілуі тоқтағанда, агрегат 10 минут қауіпсыз жұмыс
істей алады.
Агрегатты тежеу және тоқтату жүйесі
Су генераторында электрілік және механикалық тежеу жүйесінің бүтін
кешені орнатылған. Тежеудің екі түрі комбинерленіп немесе бөлек
қолданылады. Егер агрегаттың қалыпты жұмысында тежеу жүйесі істемей
қалса, онда жүйеде қорғау мен блоктау құрлғысы қолданылады.
Екі кешен бірге істегенде, келесі шарттар орындалуы керек:
Агрегат айналу жылдамдығы 80% ға дейін төмендегенде, электр тежеу
қондырғысы қосылады.
Агрегат айналу жылдамдығы қалыпты жылдамдығынан 10%-ға дейін
төмендегенде, механикалық тежеу қондырғысы қосылады.
Агрегат тежеу және тоқтаудың уақыты 5-6 минутты құрайды
Электр тежеу қондырғысы жеке қолданылғанда, қалыпты
жылдамдықтан агрегаттың айналу жылдамдығы 80%-ға дейін төмендегенде,
қондырғы іске қосылады және тежеу мен тоқтаудың уақыты 6 -7 минутты
құрайды.
23
2.3 Гидротурбинаның негізгі жүйелері және оның бөліктері
Гидравикалық турбина (гидротурбина) - су қозғалысының энергиясын,
механикалық айналым энергиясына түрлендіретін қозғалтқыш.
Аталмыш
турбина электр генератордың
(гидрогенератордың)
жетегі ретінде
қолданылады. Гидротурбина мен гидрогенератор роторлары сәйкесінше
айнымалы бір валда орнатылған және барлық айнымалы бөліктері бір
реттілікпен жалпы жүйе арқылы қозғалады. Мұндай күрделі әрі қиын
құрылымды машина гидроагрегат деп аталады.
Негізінде гидроэнергетикада судың ағындық энергия күші
қолданылады. Ол бірнеше метрден 1500-2000 м аралығындағы су ағымының
бағытталған ағысы. Мұндай үлкен көлемдегі диапазонда жұмыс істеу үшін,
жұмыс реттілігі өзгеше, әр түрлі күрделі жүйедегі турбиналар қолданылады.
Әр жүйе өзінің ағындық күшіне байланысты қарастырылады. Бұл жүйелер
гидравикалық энергетикада қолданылуына байланысты екі классты қамтиды:
раективті турбиналар және активті турбиналар.
Реактивті турбиналар - судың ағу жылдамдығының және қысымының
энергиясын қолданады. Ал активті турбиналар - тек қана жылдамдық
энергиясын қолданады.
Турбиналарда бойлық, көлденең және сәйкесінше көлдеу айналу осьі
болады. Осылардың ішінде көп қолданыс тапқан көлденең айналу осьі бар
реактивті турбиналар.
Турбина су жүретін бөлігі бар гидравикалық құрылғы. Ал реактивті
турбиналарда ол: келтіруші органдар
(турбиналық камера, статор
колонналары, бағыттауыш аппараттардың қалақшалары); жұмысшы органдар
(жұмысшы сақинаның жабынды жүйесі); қайтарым органдары (құбырды
сорғылаушы органдар).
Турбина айнымалы және айналмайтын бөліктерден тұрады.
Айналмайтын бөліктеріне бекітілген бөліктері жатады (статор, камераның
негізі) және жұмысшы бөлік механизмдері жатады (бұрандалар, трубина
жабыны, бағыттауыш аппараттар).
2.2 кесте - Гидротурбина жүйелері және оның қолдану аймағы
24 Гидротурбина
жүйесінің атауы
Қысқартылған
атауы
Класс түрі
Ағын күшінің
диапазоны, м
Остік:
бұрылма-қалақты
пропеллерлі
Диагональды
Радиалды-остік
Шөміш типтес
БҚ
П
Д
РО
Шт
Реакти
вті
Активті
2-80
2-80
40-220
30-660
400-1500
2.4 Турбина құрылымының сұлбалары, ағындық күші және қуаты
2 суретте реактивті турбина құрылымының сұлбалары көрсетілген.
Турбинаның басталған жері, сәйкесінше турбиналық камераға кірісі 1 - 1
қимасында көрсетілген. Сорғы құбырының кіріс қимасы 3 - 3 қимасы және
дәл осы қима турбина құрылымының аяқталған жері. Турбинаның ағындық
күші НТ деп турбина кірісіндегі және шығысындағы судың меншікті
энергиясының айырымы. Егер де жылдамдық энергиясын елемесек, кіріс
және шығыс мәндердің айырымы үлкен болмайды. Оны келесі ретте жазуға
болады 1 - 1, 2 - 2, 3 - 3:
мұнда: Нст - статикалық ағын күші; һІІ - турбина су таратқышындағы
және су қабылдағыштағы ағын күшінің шығыны.
Сонда, турбина ағын күшінің анықтамасына сәйкес:
Егер айналым циклі бар гидромашина қарастырылып отырса, онда
турбиналық режимде оның ағын күші де жоғарыдағы формула бойынша
анықталады.
1 - су қабылдағыштың саңылауы; 2 - турбиналық су таратқыш; 3 -
шиыршық камера; 4 - жұмысшы сақина; 5 - сорғы құбыры; 6 - шүмек;
2 сурет - Реактивті (а) және активті (б) турбина құрылымының
сұлбалары.
Гидромашина сорғы режимінде статикалық ағын күші мен сутегі
шығындарын һІІ жеңеді, сондықтан сорғы режимінде ағын күші:
25
сәйкесінше,
Шөміш типті (активті) турбинаның ағын күші (сурет 2, б), шүмекке
барар алдындағы және жұмысшы сақинадан шыққан судың меншікті
энергияларының айырымы ретінде (1 - 1 және 3 - 3 қималар) анықталады.
Сонда сурет 2, б сәйкес:
сонда,
мұнда: Һк - ағыстың шөміш типті турбинаға әсер ететін биіктігі;
Турбина қуаты сәйкесінше формуламен өрнектеледі:
мұнда: т - турбинаның пайдалы әсер коэффициенті; Q - турбинадан
өтетін су шығыны;
26
3 220 кВ Қапшағай СЭС - ның АТҚ қайта жаңарту
3.1 Қапшағай СЭС - ның 220кВ АТҚ жағдайына талдау жасау
СЭС қарастыра отырып, Қапшағай қаласындағы электроэнергияның
жетіспеушілігін жабу үшін және өңдірістік кәсіпорындарды жабу үшін,
эксплуатацияға жобалау еңгізілді.
220 кВ АТҚ - да ВВБ-220-12(1970 жылы шыққан номиналды тоғы 1000
және 2000 А болатын ажыратқыш) типті әуе ажыратқыштары , үш полюсты
моторлы жетектері бар айырғыштар РЛНД-1(2)-2201000(2000), НКФ-220
типті кернеу трансформаторлары, РВМ-220 типті разрядниктар мен басқа
жабдықтары орнатылған. Қайта жаңартуға белгіленген 220 кВ - ті АТҚ
жабдығы техникалық жағдайы бойынша моральдік және физикалық түрде
шаршап, оны ауыстыруды талап етеді. Бұл екі ерекшеліктер, сонымен қатар
бастапқы сұлбаны максималды қысқарту, СЭС-ның жай және сенімді блок
схемасын қолдануға алып келді. СЭС-ның техникалық және электрлік
сұлбасын жеңілдету станцияда қондырғыларға шектеулі қуаты бар
гидрогенераторлар қондырылды (жасау тәсілі бойынша және құрылыс
аумағына жеткізу).
Нәтижесінде СЭС электрлік қосылғыштардың басты сұлбасы (4.1
суретте көрсетілген) жоғары кернеулі шиналарда минимум қосындылары бар,
ол бұл кернеуде көпбұрышты сұлбаны қолдануға мүмкіндік береді, бұл
жағдайда-алты бұрышты. Соңғы кездері жүктеменің түсуі СЭС 220-8 типті
сұлбаның қабылдауына сәйкес,
СЭС сұлбалары үшін жетілдірілген
экономикалық және технкалық нұсқалары, ажыратқыштардың санының
көбеюуіне байланысты сұлбаны өзгермеуіне мүмкіндік береді. Бірақ 220 кВ
АТҚ
қосқышының бастапқы электрлік сұлбасын, төменде айтылған
кемшіліктері үшін,өзгерту қажет.
27
3 сурет - Қапшағай СЭС негізгі электрлік құрылымдық сұлбасы
28
3.2 Негізгі электрлік құрылымдық сұлбаның кемшіліктері мен
артықшылықтары
Қапшағай СЭС-нің
220 кВ АТҚ тартау құрылғысы алты қосқышқа
арналған, 220-8 типті сұлба бойынша жетілдірілген және алтыбұрышты
болып келеді.
Дөңгелек сұлбаның тиімділігін жоғарлату үшін оның техникалық
артықшылығын сақтау, көпбұрышты типті сұлбаның пайда болуына алып
келді.
Көпбұрыштының сұлбасы дөңгелектен айырмашылықтары
ажыратқыштар, қосқыштары жоқ. Бұл сұлбада ажыратқыштар шиналарда
және тұйық дөңгелектерде қондырылады.
Қосылғыштар
шинаға
ажыратқыштар арқылы қосылады. Осылайша, әр қосқыш сұлбаға екі
ажыратқыш арқылы қосылып тұрады, коммутация кезінде қосқыштар
қосылып және ажыратылып тұру қажет. Қосқышты ажыратқаннан соң
дөңгелек ашылады және қосқышты қосқаннан кейін ол қайтадан жабылады.
Көпбұрыштағы ажыратқыштардын саны қосқыштар санына тең, бірақ
көпбұрыштының бұрышына ажыратқыштарды орналастыру кезінде, сұлба
көптеген артықшылықтарға ие.
Көпбұрыштының тағы да артықшылықтары , бір ажыратқыштарды
қатты зақымдаса, оны өшіру көлемі аз уақыт болып келеді. Әрбір
ажыратқыштардың ревизия қорытындысы минимум операцияны талап етеді
және қостыру жұмысы ешқандай зақымсыз жүзеге асу қажет. Көпбұрыш
сұлбасының кемшіліктеріне,
қосқыштардың
реле қорғаныстары және
трансформаторлардың тоғын таңдау жатады, олардың кез-келген үш
ажыратқыштарының жалпы тізбегін жөндеу мүмкіндіктерін қарастыру
қажет. Сұлбаның келесі кемшілігі 220 кВ ажыратқыштың жиі тексерісті
қажет етеді, өйткені қысқа тұйықталу ажыратуы екі ажыратқышпен жүзеге
асады.
Қиын жағдайларда, тексеріс кезінде ажыратқыштардың біреуінде қысқа
тұйықталуы болады, сұлбаның құлдырауы қуаты бірлікті болмайды(сұлба
бөлшегінде қоректену көзінің айырмашылығы болады, сол уақытта басқа
жағында қуат жабылып тұрады).
3.3 Қапшағай СЭС-нің 220 кВ - ті АТҚ сұлбасының күшейту әдісі
Бар сұлбалардың кемшіліктерін қарастыра отырып, Қапшағайлық СЭС-
нің бастапқы сұлбасын қараймыз. 220 кВ АТҚ алғашқы коммутациясы алты
бұрышты болып келеді.
Төртбұрыштан тартылған 220 кВ
желілер
(Талдықорғанда Л-2033 және Л-2043,Алматыда Л-2133 және Л-2123). Екі
генераторлар 220 кВ кернеу бойынша маңдайша блогына жиналады (Г-1 және
Г-2 Б-1 блогына жиналған, Г-3 және Г-4 Б-2 блогына жиналады). В-5
ажыратқышын жөндеуге еңгізу және Л-2043 желісін В-2 ажыратқышымен
ажырату, В-6 немесе Л-2123 желісін В-4 ажыратқышымен ажырату, В-6
жөндеу кезінде В-5 ажыратқышын шығару және Л-2033 желісін В-1
29
ажыратқыштарымен ажырату,
В-5 немесе Л-2133 желісін В-3
ажыратқышымен ажырату) станцияда екі бөлшекке бөлінеді. Б-1 блогының Г-
1, Г-2 генераторлары АО ТАТЭК деген оқшауланған ауданға шығады. Б-2
блогының Г-3,Г-4 генераторлары Ортаңғы Азия энерго жүйесімен біріккен,
Алматы энерго жүйесіне жұмыс жасайды. Үлкен жүктелмеген Л-2033 және Л-
2043 ұзын желілердің реактансы арқылы Б-1-де 300 кВ-қа дейін кернеу
жоғарлауы пайда болады.Энерго жүйемен Б-1синхрондау үшін, келесі
техникалық кешендерді орындауға тура келеді (біреуін Талдықорған Л-2033
немесе Л-2043 желісі ажыратуға тура келеді, АО ТАТЭК 110 кВ желісін
ажыратып немесе іске қосу қажет), Б-1 деңгейіндегі кернеуді төмендету үшін
жасалады. Бұл кешендерді жүзеге асыру үшін ұзақ мерзім қажет.
Б-1 және Б-2 араларындағы қосымша 220 кВ ажыратқыштарды
қондырса, онда ол бұл мәселелерді шешеді.
Бірақ сонымен қатар,келесі теріс әсер беретінін ескерсек:
1) 220 кВ АТҚ 220-8 типті схема типсіз схемаға айналады. Нормативті
құжаттарға сәйкес, типті схемаларды қолдану жаңа жобалау кезінде оны
міндетті түрде пайдалану қажет.
Ал типсізді қолдану сонымен қатар, типтік схемадан шығу техника-
экономикалық түсініктері бар болған жағдайда рұқсат етіледі.
2) 220 кВ Қапшағай СЭС АТҚ қайта жаңарту кезінде, алғашқы
қосқыштардың схемасын қажетті тәртіпте өзгерту РК - АО KEGOC жүйе
операторымен сәйкес болуы қажет, сонымен қатар энерго жүйе жұмыс
режиміне өзгерістер еңгізіледі.
3) 220 кВ АТҚ эксплуатация шарттары қиындатылады, оперативті
қосудың тәртібі,
реле қорғанысы мен автоматиканың құрылғылары,
ажыратқыштардың электромагнитті блокировкасы және т.б.
4) Жабдықтар мен материалдарды иемдену үшін қосымша қаражат
қажет.
5)
220 кВ
АТҚ
қосымша бір ажыратқышты, тоқтың
үш
трансформаторларын орнату үшін компрессорлы станциямен жаңа шиндеу
жөндеуі қажет.
Жоғары айтылғаннан, 220 кВ Қапшағай СЭС қайта құру кезінде
жабдықты жаңа заманауи жабдыққа ауыстыру, алғашқы қосқыштардың
схемасын өзгерту көп мөлшерде кедергі жасайтын және қиындатылған
факторлар болып табылмайды.
30
4 Қапшағай СЭС-н қайта жобалау үшін қоздыру жүйесіне
қойылатын талаптар
Қапшағай СЭС-ның генераторларының сенімді жұмысын қамтамассыз
ету үшін, қоздыру жүйесін қайта жобалау барысында төмендегідей негізгі
талаптар орындалуы керек:
4.1 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
4.1 кесте -. Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
31 Параметрлер атауы
Шегерімдер
Қоздыру жүйесінің номиналды кернеуі, В
400
Қоздыру жүйесінің номиналды тоғы, А
1400
Кернеу бойынша қоздырудың шектік мәні, ш.б.,
кем емес
2,0
Ток бойынша қоздырудың шектік мәні, ш.б., кем
емес
2,0
Жеделдету тогының өту ұзақтығы, с., үлкен емес
50
Номиналды қуат және номиналды сosα мәні
кезіндегі статор кернеуінің 10%-ке төмендеу режимінде,
қоздыру кернеуінің номиналды мәнінен шектік мәніне
өзгеру ұзақтығы, с.
=0,04
Номиналды қуат және сosα мәні кезіндегі статор
кернеуінің 10%-ке жоғарлауы режимінде, қоздыру
кернеуінің номиналды мәнінен, шектік мәнінің 0,75-
індей болатын, теріс мәнге өзгеру ұзақтығы, с.
=0,06
Тұрақты ток тізбегінің қоректену кернеуі, В
Тұрақты ток мәнінің қоректену кернеуінің мүмкін
болатын шектік ауытқу мәні, %
220
+10, -15
Айнымалы ток мәнінің қоректену кернеуі, В
380
Статор кернеуін өлшейтін тізбектің номиналды
кернеуі (қолданыстағы мәні), В
100
Ротор және статор тогын өлшейтін тізбектің
номиналды тоғы, (қолданыстағы мәні), А
5
Салқындату жүйесі
Қалыпты
ауалық
Қоздыру жүйесі
Тиристорлы,
өзідігінен қоздыру
4.2 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық сипаттамалары
Негізінде, қоздыру жүйесі агрегаттың автоматты іске қосылуы мен
автоматты істен шығуын қамтамассыз етуі, сонымен қатар гидрогенератордың
келесі режимдерін қанағаттандыруы керек:
-
оперативті тұрақты 220 В (аккумулятор батареяларынан) ток
көзінен немесе 0,4 кВ өзіндік мұқтаждық станцияларының шиналарынан
программалық бастапқа қордыруды жүзеге асыруы керек;
-
-
бос жүрісті;
жүйенің кернеу мәніне генератордың кернеуін негіздеуді
ұйымдастыруы керек;
-
етуі керек;
нақты синхронизациялау әдісімен жүйеге қосылуды қамтамассыз
-
генератордың кернеу мәнін,
энергожүйеде жұмыс істеуге
негізделген мәнге 0,5 % дәлдікпен реттеуі керек;
-
жүктемелі бос жүріс режимінен номиналды режимге дейін және
асқын жүктелуде МЕСТ 183-74 бойынша, генератор кернеуінің номиналды
мәнінен
+-7,5% ауытқуы кезінде және жиіліктің номиналды мәнінен +-3%
ауытқуы кезінде, біріккен немесе автономды энергожүйедегі қалыпты
жұмысты қамтамассыз етуі керек;
-
жүктеменің айнымалы ауытқуы кезінде тұрақты қоздыруды
реттеуі, белгіленген ток және кернеу мәні бойынша еселенген жүктеме
өзгерісі кезіндегі энергожүйенің қоздыру жүйесін реттеуі және станция
шиналарындағы кернеу ауытқуына қарамастан қоздыру жүйесін қалыпты
реттеуі керек;
-
энергожүйедегі апаттық режимдер салдарынан пайда болған
станция шиналарындағы кернеу ұлғаюына қарамастан, қайта қоздыруды
қамтамассыз етуі керек;
-
түрлендіргіштегі инветорлы режим кезінде өріс сөндіруді
қамтамассыз етуі керек;
-
генератордың жоспарлы істен шығуы кезінде, генераторды
реактивті қуаты нөлге тең шамаға дейін қайта жүктеуі керек;
-
сәйкесінше операторлы, автономды және қорғанысты түрде
жүйеден ажыратылуды қамтамассыз етуі керек;
4.3 Қорғаныс құрылғылары
Қоздыру жүйесі келесі қорғаныстардан тұруы керек:
түрлендіргіш трансформатордың масималды ток қорғанысынан;
түрлендіргіш трансформатордың ток қиығынан;
түрлендіргіштегі ішкі қысқа тұйықталу тогынан қорғануды;
тұрақты
ток түрлендіргішінің шина аралық зақымдану
қорғанысынан;
қоздыру жүйесінің шығынынан қорғану;
32
түрлендіргіш құрылымның симметрялы емес режимдегі апаттық
жағдайлардан;
бос жүріс кезіндегі генератор статорындағы кернеу жоғарлауынан;
бос жүріс кезіндегі жиіліктің төмендеуінен;
өтпелі және апаттық режимдердегі ротор кернеуінің ауытқуынан;
ротордың жерге тұйықталуынан қорғау;
4.4 Қоздыруды реттеуіш
Қоздыруды реттеуіш PID заңдылығына сәйкес реттеуді жүзеге асыруы,
сонымен қатар, қоздыру жүйесімен бірге келесі функцияларды орындауы
керек:
белгіленген статикалық сипаттамаға сәйкес, генератор
шығысындағы кернеу мәнін +- 0,5% дәлділігіне келтіре отырып реттеуі керек.
Осы кездегі статикалық реттеу диапазоны + 10% тен -20% аралығында бола
алады;
жүйелік стабилизатор және ішкі қозғалыс стабилизаторы
көмегімен, генератор жиілігінің ауытқуы және генератор роторындағы
туындылар көмегімен генератордағы стабилизация режимі реттеледі;
программалық бастапқы қоздыруды генератордың номиналды
кернеуінің 95,5% дейінгі шамасында орындауы керек.
құрылғының секундына 0,5% жылдамдықпен және генераторлық
номиналды кернеуінің 80 нен 110% диапозоны аралығында өзгеруін
орындауы керек;
белгіленген статикалық сипаттамаға сәйкес, генератордың
шығысындағы кернеу мәнінің үлкен көлемдегі ауытқуы кезінде, жеделдету
релесінің құрылғысын реттей отырып, қоздыруды еселеуді жүзеге асыруы
керек;
активті ток мәніне байланысты қоздырудың минималды тоғын
шегеруді қамтамассыз етуі керек;
генератор шығаратын заводтың келтірген сипаттамаларына
байланысты ротордың іске қосылу уақытының ұзақтығын шегеру;
генераторлық кернеу бойынша біріккен және ортақ реттеу жүйесі
жоқ, бір типті генераторлар арасындағы реактивті қуат таралымын
тұрақтандыру;
құрылғылардың топтық кернеу реттелуін қамтамассыз ету;
түрлендіргіш құрылғының зақымдануы кезінде, генератордың
реактивті қуат мәнінің номиналды мәнінен +-5% дәлдікте қайта іске қосылуын
қарастыру;
құрылғының генераторлық кернеу коэффициентінің 2% төмендеуі
және генератор жиілігінің 50 Гц ден 45 Гц аралығындағы өзгерісі кезінде,
жалпы жиіліктің 1 Гц өзгеруі;
33
резервті реттеуіштің шығыс мәндерін, жұмысшы реттеуіштің
шығыс мәндеріне негіздеу;
генератор және қоздыру жүйесінің жұмыс режимдерін
сигнализациялау;
Қоздыру жүйесіндегі қоздыру реттеуішінің істен шығуы кезінде, істен
шыққан реттеуіштің шығысындағы мәндер, резервті реттеуіштің шығысыдағы
мәндермен бірдей өзгеруі керек, бірақ осы кезде ротордағы ток мәні өзгеріссіз
қалады.
4.5 Қоздыруды басқару жүйесі
Қоздыруды басқару жүйесі (ҚБЖ) мен ақпараттар жүйесі басқарушы
есептік техниканың микропроцессорлық базасы негізінде жасалынуы керек.
ҚБЖ қоздыру жүйесінің автоматты басқару құрылғылары негізінде,
генератордың технологиялық басқару режимдерінің функцияларын орындай
отырып, ақпараттық және қоздыру жүйесінің басқару құрылғыларының
жұмысына негізделе отырып жүзеге асырылады. Келіп түскен барлық
ақпараттар жергілікті басқару пультінде өңделіп, жұмыс реттілігі сақталатын
("жұмыс күнделегі") арнайы компьютер жадында сақталуы керек. Жоғарыда
айтылған функциялардың барлығы түрлендіргіштік және логикалық
ақпараттарды қабылдайтын, арнайы датчиктер мен командалық операторлар
көмегімен жүзеге асырылады.
34
5
Қапшағай СЭС-ның
сейсмикалық
және
эксплуатациялық
сенімділігін бағалау
1965 жылы ССР-дің Қазақстандық Кеңес Министрлігінің шешімі
бойынша Қапшағай СЭС-н салу туралы дирекциясы тұрылған болатын. Ал
1969 жылы арналық және үңгіме плотинаны салу жұмыстары аяқталды. 1970
жылдан 1971 жыл аралығында станцияны іске қосу процесі жүзеге асрылған
болатын. Станцияны қалыпты жұмысқа келтіру, төрт бірдей
гидрогенераторды біртіндеп іске қосу арқылы орындалды. Қапшағай СЭС-
ның құрылыс жұмыстарының және жалпы іске қосылуының аяқталған кезі
1980 жыл. Қапшағай СЭС-ның платинасын салу көлемі 28,14 миллиард куб
метр болатын көп жылдық Қапшағай су қоймасының пайда болуына алып
келді.
Қапшағай СЭС-ның қуаты 364 МВт құрайды, ал орташа жылдық қуат
өндіруі 972 миллион кВт сағ.
Қапшағай СЭС-ның
өндірістік ғимаратында бойлай орналасқан,
айналмалы жабыны және екіқалқалы ПЛ-50642 В-650 типті турбинасы бар,
есептік 40,9 м су көлемімен жұмыс істейтін, қуаты 91 МВт және максималды
режимде 108,5 МВт қуат өндіретін, СВ1225130-56 типті төрт гидрогенератор
орналасқан.
Қапшағай СЭС-ның гидротехниклық құрылғыларын зерттеуші көп қилы
программасының мақсаты төменде келтірілген:
үңгіме плотинаның темір бетонды жоғары бекітпесінің
төзімділігін, тұрақтылығын және эксплуотациялық сенімділігін зертханалық
әдіспен тексеру;
үңгіме плотинаның жоғарғы бьефендегі су асты бөлігіндегі
тістерінің төзімділігін, тұрақтылығын және эксплуотациялық сенімділігін су
асты арнайы түсірілімдері арқылы тексеру;
үңгіме плотинаның төменгі құламасында топырақтың араласуы
мен ... жалғасы
8
9
10
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыстың мақсаты - Қапшағай СЭС-ның электр бөлiгiн
таңдау.
Дипломдық жұмыстың технологиялық бөлiгiнде электр станциясының су
техникалық және электр жабдығының параметрлерi қарастырылған.
Қысқа тұйықталу тоқтары есептелiнген.
Экономикалық бөлiмінде Қапшағай СЭС-дағы құрылыс инвестиция
тиiмдiлiгiнiң сұрақтары қарастырылған.
Еңбектi қорғау бөлiмінде су электр станцияның қоршаған ортаға әсері,
станциядағы диспетчерлік жұмыс бөлмесінің жалпылама механикалық ауа
алмасуын есептеу, станцияның өрт қауіпсіздігі сұрақтары берілген.
АННОТАЦИЯ
Цель дипломной работы
-
обоснование электрической части
Капчагайской ГЭС.
В технологической части дипломной работы рассмотрены параметры
гидротехнического и электрического оборудования электростанции.
Рассчитаны токи короткого замыкания.
В экономической части разработаны вопросы эффективности
инвестиций в строительство Капчагайской ГЭС.
11
Мазмұны
Кіріспе
1 Қапшағай СЭС технологиялық сипаттамасы
7
8
1.1
Қапшағай су электр станциясы туралы жалпы
8
мағлұматтар
1.2
Нысананың гидро және электр энергетикалық
9
параметрлері
1.3 Су қойманы қолдану тәртібі
2 Негізгі су күштік қондырғылары
2.1 Су агрегатының параметрлері
2.2 Генератор құрылымының параметрлерін таңдау
2.3 Гидротурбинаның негізгі жүйелері және оның бөліктері
2.4 Турбина құрылымының сұлбалары, ағындық күші және
қуаты
3 220 кВ Қапшағай СЭС - ның АТҚ қайта жаңарту
3.1 Қапшағай СЭС - ның 220кВ АТҚ жағдайына талдау жасау
3.2 Негізгі электрлік құрылымдық сұлбаның кемшіліктері мен
артықшылықтары
3.3 Қапшағай СЭС-нің 220 кВ - ті АТҚ сұлбасының күшейту әдісі
4 Қапшағай СЭС-н қайта жобалау үшін қоздыру жүйесіне
қойылатын талаптар
4.1 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
4.2 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық сипаттамалары
4.3 Қорғаныс құрылғылары
4.4 Қоздыруды реттеуіш
4.5 Қоздыруды басқару жүйесі
5 Қапшағай СЭС-ның сейсмикалық және эксплуатациялық
сенімділігін бағалау
6 CЭС электрлік қосылыс қағидалық сұлбаларын таңдау
бойынша техникалық - экономикалық есептер
6.1 Құрылымдық (қағидалық) сұлбаны таңдау
6.2 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу (шартты бірлік)
6.3 Коммутациялық аппараттарды таңдау
6.4 Дифференциал қорғаныстың негізгі жағдайлары
6.5 Газдық қорғаныс
7 Экономикалық бөлім
7.1 Жалпы бөлім
7.2 Капитал салымдары
7.3 Жобаның жылдық пайдалану шығындар
7.4 Қауiп-қатердi бағалау және сақтандыру
7.5 Инвестициялық жоспар
12
71
10
14
14
14
17
18
19
19
22
22
24
25
25
26
27
28
31
31
43
48
61
63
67
67
69
70
71
8 Өмірлік тіршілігінің қауіпсіздігі
8.1 Су электр станциясын пайдалануда қоршаған ортаға
әсеріне талдау жасау
8.2 Станциядағы диспетчерлік жұмыс бөлмесінің жалпылама
механикалық ауа алмасуын есептеу
8.3 Өрт қауіпсіздігі. Трансформаторда өрттің алдын алу
шаралары
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі
13
77
77
82
84
89
90
КІРІСПЕ
Бұл диплoмдық жұмыстa Қaпшағай СЭС-ның элeктp бөлігін eceптeу
жәнe жoбaлaу мәceлeлepі қapacтырылғaн. Гидpoaгрегaттap және oлaрдың
қocымша қoндырғылapы тaңдaлғaн.
Энepгетикaлық жүйeлeрдe
электр
станцияларының электр жабдықтарында, электр тораптарында және электр
энергия тұтынушыларының электр қондырғыларында зақымдалу мен
қалыпты емес режимдердің пайда болуы мүмкін.
Энергетикалық жүйенің
және электр энергия тұтынушыларының қалыпты жұмысын қамтамасыз ету
үшін зақымдалу орнын мүмкіндікше тез анықтап оны зақымдалмаған
тораптан ажырату қажет, осылайша энерго жүйенің және тұтынушылардың
қалыпты жұмыс шарттарын қалпына келтіру.
Ол энергожүйенің барлық элементтерінің жұмыс режимінің және
қалпының үнемі бақылауын атқарып және зақымдалу мен қалыпты емес
режимдердің пайда болуын қадағалайды.
Электрмен қамтудың ең тиімді сұлбасы түсіндірілген. Релелік қорғаныс
бөлімінде трансформатордың қорғаныс түрлері есептеліп таңдалған.
Дипломдық жобада қысқа тұйықталу тоқтарын есептеп, алынған тоқтар
бойынша негізгі электр құрылғыларын таңдалған.
Жалпы
бұл дипломдық
жұмыста алдымен Қапшағай СЭС-ң
технологгиялық сипаттамасын бердік, мұнда негізінен СЭС-ң
гидроэнергетикалық және электр энергетикалық параметрлерін қарастырдық.
Тасқын кезеңдегі жоғарғы бьефтның есептік деңгейлері. Қапшағай СЭС-ң
орнатылған қуаты, су қойманы қолдану тәртібі, СЭС-ті көпжылдық қолдану
тәртібінің көрсеткіштері СЭС-ң жұмыс тәртібін қарастырдық. Келесі кезеңде
негізгі су күштік
қондырғылары
су агрегатының параметрлері,
су
турбинасының түрін генератор құрылымының түрін таңдадық. CЭС-ң
электрлік қосылыс қағидалық сұлбаларын таңдау бойынша техникалық -
экономикалық есептеуілер жүргізіп ең тиімді деген электрлік сұлбаны
қарастырдық. Қысқа тұйықталу тоқтарын есептеп
негізгі электр
қондырғыларын басты трансформаторды ажыратқышты су генераторын
өзіндік қажеттілік қондырғысын таңдадық. Жалпы CЭС-ң электр бөлімін
жобаладық.
14
1 Қапшағай СЭС технологиялық сипаттамасы
1.1 Қапшағай су электр станциясы туралы жалпы мағлұматтар
Қапшағай су электр станциясы Алматының шығысында Іле өзенінің тау
аңғарынан өтер тұсында орналасқан.
Электр өндірісі және орташа қуат бүгінгі күні екі себептен едәуір
шектелген. Біріншісі судың тапшы болуына байланысты және станциядан
төменгісу деңгейін балықты қорғау үшін реттеуге байланысты су қоймасы
әрдайым толығымен толтырылмайды. Осының нәтижесінде су қоймасының ең
жоғарғы тегеуріні 35 м, яғни жобаланғаннан 9 м төмен. Қыстағы мұз жүру
теріс ықпалын тигізеді. Осылардың бәрі электр станциясының шыңдық
қуатын 280 МВт - қа дейін шектей түседі.
Қапшағай станциясынан 36 шақырым төмен, екінші су қоймасын және
шағын станция салу жоспары бар. Бұл өзендерді реттеуді жақсартып
Қапшағай станциясының шыңдық қуатын 120 МВт - қа өсіруге мүмкіндік
береді.
Барлық негізгі су станциялардың күйі жақсы,қажетті жөндеу
жұмыстары жүйелі түрде жүргізіліп келеді.
Қапшағай ГЭС-ін жобалауды 1959 жылы, жобаны 1961-1964 жж. аяғына
дейін өңдей отырып, С.Я. Жуков атындағы Жалпы кеңестік жобалау-іздестіру
Гидропроект институтының Қазақ филиалы жүзеге асырды.
1965 ж. Қазақ КСР Министрлер Кеңесінің 25.02.65ж. №266-Р өкімімен
құрылып жатқан Қапшағай ГЭС-нің дирекциясы құрылды және оның
құрылысы басталған еді.
1970 ж. 1 қазанда Қазақ КСР Министрлер Кеңесінің өкімімен
Қапшағай ГЭС-і Алматыэнерго құрамына кірді.
1980 ж. Қапшағай ГЭС-нің құрылысы аяқталды және құрылыспен
аяқталған Қапшағай ГЭС-ін мемкомиссиямен қабылдау актісіне қол қойылды.
Қазақстан Республикасының Министрлер кабинеті 12.05.92ж. барынша
жоғары деңгейдегі су қоймасының шегі 479 м. Болатыны туралы № 423
қаулысын қабылданды.
Қапшағай ГЭС-нің машзалы. 1996 жылы Қапшағай ГЭС-і Алматы
пауэр Консалидэйтед ЖТАҚ (Трактебель бельгиялық компанияының
еншілес ұйымы) құрамына кірді. АПК АҚ-ны құрағаннан кейін Қапшағай
ГЭС-і 2007 ж. 15 ақпаннан бастап Алматы электр станциялары АҚ
құрамында жұмыс істей бастады.
Қапшағай ГЭС-і 40 жыл пайдаланғанда тұтынушыларға 42,5 кВтсағ-тан
астам электр қуатын берді. Бұл туралы электр станциясының мерейтойын
тойлауға арналған шара барысында Алматы электр станциялары АҚ
баспасөз қызметі хабарлады. Бүгіндері ГЭС қуаты 364 МВт-ты құрайды,
15
жылдық орташа өндірісі - 972 млн кВтсағ. ГЭС ғимаратында қуаты 91 МВт
болатын төрт гидроагрегат орнатылған. ГЭС бөгеті көпжылдық реттелетін
Қапшағай ГЭС-ін құрайды.
Электр қуатының бағасы ең төмен Қапшағай ГЭС-і ел электр жүйесі
үшін апаттық жағдайларда қуат өндірісімен қол ұшын берерлік мобильді
таптырмас тетігі болды.
2007-ші жылғы 14-ші ақпаннан бастап Қапшағай ГЭС-і Алматы электр
станциялары АҚ құрамына енді.
Қапшағай ГЭС-інің құрылысы 1963-ші жылы қаңтарда, Іле өзеніндегі
шатқалға құрылысшылардың алғашқы легі келгенде басталған болатын.
Құрылыс барысындағы жеті жылда 236 мың текше метр жартастық жыныстар
мен 2,35 млн текше метр топырақ алынды. 229 мың текше метр бетон мен
темір бетон, 11,5 мың арматура салынды. Топырақтан жасалған төсеніштің
көлемі 2,8 млн текше метр болды.
Қапшағай
ГЭС-інің жобасын С. Жук атындағы Бүкілодақтық
Гидропроект ҒЗИ-дің Қазақ филиалы жасады. Қапшағай ГЭС-інің бас
мердігері ретінде ИртышГЭССтройтресті қатысты.
1969-шы жылдың мамырында Қапшағай су қоймасына су толтыру
басталды. 1970-ші жылы 1-ші қазанда Қазақ ССР-інің министрлер кеңесінің
нұсқауының негізінде Қапшағай ГЭС-ін пайдалану кәсіпорны құрылды.
№ 1 ГЭС агрегаты желіге 1970-ші жылы 20-шы желтоқсанда қосылды.
№4-ші агрегат - 1971-ші жылы 22-ші желтоқсанда қосылды. Бұл аралықта
ГЭС пайдаланушы-инженерлері көптеген техникалық шешімдерді қайта
қарады. Тек 1971-72-ші жылдары 164 ұсыныс тапсырылып, олардың 120-сы
өнертапқыштық деп танылды. ГЭС-ті пайдалану жылдары барлығы 550-дей
ұсыныс енгізілді.
1.2 Нысананың гидро және электр энергетикалық параметрлері
Су ресурстарын кемелді қолдану шарттары. Қапшағай су қоймасының
негізгі мақсаты Іле өзенінің төменгі ағысында ауданы 430 мың га суармалы
жерлерді дамытуға және аймақты қажетті электрэнергиямен қамтамасыз етуге
арналған.
Су қоймадан жіберіліп егістікке қолданылады, жіберілімнің негізгі
мақсаты Қапшағай СЭС-да электр энергиясын өндіру және Қазақстан
Республикасының оңтүстік аймақтарда электр желісі тәуліктік жүктемесінің
қажеттлігін қамтамасыздандыруы.
Су қоймадағы су деңгейі. Қапшағай СЭС су қоймасының
жалпы
3
енді жері 23 км, орташа тереңдігі 15 м, ең терең жері 46 м. Шарасының
жоспарлы сыйымдылығы 28 км3. Су жиналатын алабы 113 мың км²,
жағасының ұзындығы 430 км. Бөгеннің солтүстік жағасы құмды - малтатасты,
едәуір бөлігі биік және тік жарлы, оңтүстік жағасы аласа, жайпақ, қ ұмды ,
саздақты келеді.
16сыйымдылығы 16,8 млрд м құрайды. Ауданы 1847 км², ұзындығы 187 км,
Тасқын кезеңдегі жоғарғы бьефтның есептік деңгейлері. Технологиялық
экономикалық негіздерінде (ТЭН) тіреулерді жіберу аймақтарында тасқын
шамамен 0,1%, 1%, 10% және 50% болғанда деңгейлер 1775; 1774,85; 1773,30
және 1772,60м болады. Су қоймадағы суды жүргізу 20,0 - 19,5 км тарайды.
Қапшағай СЭС-ң орнатылған қуаты. Қапшағай СЭС-ның орнатылған
қуаты және негізгі энергетикалық сипаттамалар техникалық-экономикалық
негізінде анықталған және төмендегідей 1.1-кестеде көрсетілген.
1.1 кесте - Қапшағай СЭС-ның орнатылған қуаты және негізгі
сипаттамалары
1.3 Су қойманы қолдану тәртібі
Жіберілімдер тәртібі
Іле өзенінің ағысын реттеудің негізгі шарты ауылшаруашлығы (егістік)
және экономикалық жіберлімдер ескергендегі энергетика мақсаттарына су
ресурстарын кешенды қолдануы болып табылады.
Гидро тұйіннің жұмыс тәртібі иррогациялық шығынды (вегетатция
кезінде аумақта компенсацияны ескергенде) қамтамасыздандыру мәселесін
шешеді. Табиғатты қорғау жіберлімдері қарастырылған қысқа уақытта электр
энергиясын өндіру үшін қосымша ағысты бір қалыпты тарату іске асырылуда.
Есептеу әдісі
Есеп балансты әдіспен жұргізледі. Есеп 75 жылдық ағыс қатарындағы
айлық шығындармен егін өндіру мерзімі мен экологиялық жіберілімдер
уақытында суды жіберудің берілген су қоймасының жұмыс тәртібі негізінде
орындалады. Су қойманын пайдалы көлемін ескеру арқылы қысқы уақытта
қамтамасыздандырылған шығын анықталады. Иррогациялық жіберілімдер
қамтамасыздандырлуы -90%, ал экологиялық жіберілімдер.
17 Аты
Өлшем
бірлігі
Саны
Орнатылған қуаты
МВт
364
Агрегаттың саны мен қуаты
МВт
4x91
СЭС-ның есептік шығыны
3
м с
1298
Қысқы жазғы мерзімдегі кепілденген қуат
(90% қамтамасыздандыруда)
МВт
10080
Электр энергиясын орташа көп жылдық
өндіру
6
10 кВт сағ
972
Бір жылдағы қалыпты қуаттағы жұмыс
сағат саны
Сағ
3423
Қалыпты қуаты 364МВт қысқы
тәуліктерде жұмыс сағаттар саны
(кепіл=100МВт)
Сағ
8
Қамтамасыздандырлуы
-95%
электр энергиясын өндіруге қажет
жіберілімдермен қамтамасыздандыру - 90%. Әрбір есептік қуат аралығы (ай)
үшін орташа қуат келесі формула бойынша есептеледі:
N=A.xQxH
(1.1)
мұндағы N-Қапшағай СЭС-нің орташа қуаты, МВт;
A-коэффициент; А=9.81ηаx(1.0-0.002);
ηа-турбиналық агрегаттың пайдалы әсер коэффициенті
[ηа= ηxтηтxηтр];
ηт-жұмыс аумағындағы орташа пайдалығының әсер
коэффициенті (ПӘК);
ηг-генератор пайдалы әсер коэффициенті;
ηтр-трансформатордың пайдалы әсер коэффициенті (1.0-0.2)
коэффициенті СЭС-нің өзіндік қажеттлгін -2%;
Q-уақыттың бір аралығында СЭС-нің орташа қолданатын
орташа қуат шығыны,м3с;
H-уақыттын бір аралығында СЭС-ң суының орташа таза
қысымы, м;
СЭС-нің орташа қысымы есептік уақыт аралығында СЭС-ң жоғарғы
және төменгі бьефінде судын орташа денгейлері арасындағы айырым болады.
Қалақшалы гидротурбина үшін төменгі бьеф су денгейнің орнына жұмыс
дөнгелегінің өсі қолданылады.
Гидротурбиналық есептеулерде СЭС=1298м3с есептік шығыны кезінде
деривациялық жолда су қысымның ең жоғарғы шығындары анықталады
(сәйкес қуат 364МВт) нетто қысымды жоғары мен төменгі бьеф сымнан
қысым шығынын алып тастау арқылы табылады.
Есептелуілерден алынған нәтижелер бойынша СЭС-ң қолданылуындағы
келесі сипаттамалар алынады:
- СЭС-ң жоғарғы бьефіндегі су денгейі;
- СЭС-ң төменгі бьефіндегі су шығыны;
- СЭС-ң су қысымы;
- СЭС-ң орнатылған қуаты;
- Энергияның жылдық өндірілуі
СЭС-нің орнатылған қуаты. СЭС-ның орнықты қуаты су ағысының
қуатынан да, электр энергия жүйесіндегі жұмыс шарттарынан да тәуелді.
СЭС-тің орнықты қуат шамасы үш бөліктен тұрады.
С С С
(1.2)
Қапшағай СЭС-ң орнатылған қуаты 364 МВт-та анықталған,
қамтамасыздандыру 90% болғанда орташа айлық кепілдеген қуат 81,9 МВт-ті
құрайды. Желтоқсан, қаңтар және ақпан орташа айлық қуат 91 МВт-ты
құрайды, ал ақпан және наурызда 95МВт .
18N орнЭС N гарЭС N допЭС N СрезЭС .
1.2 кесте - Қапшағай су қоймасы салынғанға дейінгі және кейінгі Іле
өзенінің сұйық және қатты ағындысының негізгі сипаттамалары
Қапшағай су қоймасынан төмен орналасқан, Іле өзені - Үшжарма бекеті
бойынша судың өтімі 472 м3с-тан 382 м3с-қа дейін, ал тасындылар өтімі 442
кгс-тан 81,3 кг-қа дейін азайған. Яғни, сұйық ағынды 1,24%, ал қатты ағынды
18,4% дейін төмендеген. Бұл көрсеткіштерді 1.2 - кестеден көруге болады.
1.2 - кесте деректері бойынша Қапшағай су қоймасы салынғаннан
кейінгі кезеңдерді қарастырсақ, тасындылардың ағындысының күрт азайып,
төмендегені байқалып отыр. Бұның басты себебі, олар ұзындығы бойыншы
ұзаққа созылған, ал тереңдігі 70 м болып келетін су қойма арқылы ағып өтеді.
Сондықтан, бірінші кезекте, тасындылардың Қапшағай су қоймасының
қазаншұңқырында қанша тұнатынын білу маңызды. Осы мақсатты шешу үшін
Қапшағай су қоймасынан жоғары орналасқан бекеттің, су қоймаға әкелетін
тасындылар көлемі анықталды (1.3 - кесте).
Тасындылардың режимі мен олардың жыл ішіндегі үлестірімін зерттеу
кезінде негізгі әсер етуші фактор ретінде Қапшағай су қоймасы алынды.
Себебі, аталған су қойма салынғанға дейінгі кезеңдерде тасындылар мен су
ағындысының арасында жақсы байланыс болған. Тасындылар ағындысы
қатарын қалпына келтіру мақсатында, су өтімімен байланыс қисығы
пайдаланылды (1 - сурет).
1.3
-
кесте мәліметтері арқылы Қапшағай су қоймасының
қазаншұқырында тұнатын тасындылардың көлемі анықталды (1.4 - кесте).
Анықталған шамаларға назар аударатын болсақ, су қоймаға келіп түсетін
тасындылардың 99% су қойманың қазаншұңқырда тұнатын белгілі болды .
Қапшағай су қойма-сында тасындылардың шөгу көлемі жыл сайын орта
есеппен 5-15 млн. тоннаға дейін жетеді.
Жүргізілген есептеулер бойын-ша мынандай қорытындылар жасауға
болады:
1) Іле өзенінің тасындылар ағындысының режимі өзінің бірқалыпты
еместігімен ерекшеленеді;
2) Қапшағай су қоймасының салынуы тасындылар ағындысының
айтарлықтай төмендеуіне әкеліп соқты;
3) Жыл сайын Қапшағай су қоймасында 5 - 15 млн. т дейін, ал орта
есеппен 10 млн. т тасындылар тұнады, яғни су қоймаға келіп түсетін
тасындылардың барлық көлемінің 99% оның қазаңшұңқырында тұнады.
19 Тармақтары
Су қойма
салынғанға дейін
Су қойма
салынғаннан кейін
Тармақтары
3
Q, м с
R, кгс
3
Q, м с
R, кгс
Тармақтары
Qорт
C
Rорт
С
Qорт
C
Rорт
С
Іле өзені - Қапшағай шатқалы
482
0,23
392
0,48
419
0,21
3,4
0,98
Іле өзені - Үшжарма бекеті
472
0,14
442
0,34
382
0,16
81,3
0,48
1-сурет. Іле өзені - Қапшағай су қоймасынан 171 км жоғары
бекетінің су мен тасындылар ағындысының байланыс қисығы
1.3 кесте - Іле өзені-Қапшағай су қоймасынан 171 км жоғары бекетінің
тасындылар ағындысының көлемі
1.4 кесте - Қапшағай су қоймасының қазаншұңқырында тұнатын
тасындылардың көлемі
20
2 Негізгі су күштік қондырғылары
2.1 Су агрегатының параметрлері
Қапшағай СЭС-ң су энергетикалық берілістері бойынша мында негізгі
параметрлер есептеледі және қабылданады: агрегаттың қалыпты айналу
жылдамдығы 107,1 айналыммин, және су турбинаның жұмыс дөңгелегінің
диаметрі 6500 мм. Турбиналарға таратушыда 6 бағыттағыштар, жұмыс
дөңгелегінде 21 қалақ қолданылады. Турбина мен тік білігі бар шатыр
түріндегі үш фазалы су генераторы қолданылады.
2.2 Генератор құрылымының параметрлерін таңдау
Су генераторының негізгі техникалық берілістері.
Қапшағайлық СЭС-да тұрақты эксплуатацияда ПЛ2-50642-В-650 типті
әрқайсысы 91 МВт қуатқа ие 4 гидротурбина бар.
- ПЛ - айналмалы калакты;
- 2 - екі қанатты;
- 50-максималды қысым;
- 642-инвентарлық нөмірі және турбинаның жалпы салмағы;
- В-тік белдік;
- 650-жұмыс дөңгелегінің сантиметрдегі диаметрі.
2.1 кестесінде Қапшағай СЭС-нің гидротурбиналық жабдығының
сипаттамалары келтірілген.
2.1 кесте -
Қапшағайлық СЭС-нің гидротурбиналық жабдықтың
сипаттамасы
21 №
Аты
Маркировкадан кейін
25.10.1993ж.
1
Турбина типтері
ПЛ2-50642-В-650
2
Қысымдар
2.1
Қуат бойынша есептелген
Өңдіру бойынша есептелген
32,45 м
30,1 м
2.2
Минималды
28,8 м
2.3
Жұмыстық максималды
42,7 м
2.4
Статикалық максималды
46,0 м
3
Қысым кезіндегі номиналды қуаты 32,45 м:
91 000 кВт
4
Қысымды және номиналды қуатты есептеу
кезіндегі шығындар
3
320 м сек
5
Номиналды айналу жылдамдығы
107,1 обмин
6
Жұмыстық дөңгелектің диаметрі
6 500 мм
7
Турбинаның айналу бағыты
оңға
2.1 кесте - Соңы
8
9
10
11
12
13
Агрегаттық генератордың максималді өсті
күшейткіші
Р.К. пускті ашу бұрышы
Бағытталған аппараттың пусктік ашылуы
Турбинаның жалпы салмағы
Тарту биіктігі
ПӘК
1 100 т
+6°
25%
642,8 т
-5 м
90,1%
Турбина келесі негізгі түйіншіктерден тұрады: спиралды камералардан,
ірге тас бөлшектерінен, турбина статорынан, сервомоторлармен және
қалақшамен
бағытталған аппараттар, жұмысшы дөңгелегінен, белдіктен,
бағытталған подшипниктен, штанг және май қабылдағыштардан тұрады.
Қапшағайлық CЭС-нің ПЛ,642 типті екі қанатты гидротурбина орнатылған,
оның бірлікті есептеу қуаты Nт=111 МВт,қысымды есептеу кезінде Np=36,1м
және тарту биіктігі Ns=-5 м.
Су генераторының құрылымы
Су генераторы, негізінен, келесі бөліктерден тұрады: статор, ротор,
білік, қилыстырғыш мойынтіректер, суыту жүйесі, майлау жүйесі, тежеу және
тоқтату жүйесі, роторды көтеру жүйесі.
Статор
Статор бөлігі тірек, өзекше және орамдардан тұрады.
Статор тірегі бөлшектеп тасымалданады және монтажды дәнекерлеу
әдісімен жиналады. Жұмыстық монтаждау орнында бар өзекшелер жиналады,
содан кейін статор жинақталған күйі шартты орынға тасымалданады және
орамалар монтажы орындалады.
Ротор
Ротор балқыма, айналдырып бекіткіш және полюстерден тұрады.
Роторды жинау монтаж кезінде жасалады. Ротор құрылымы жеткілікті
беріктілікте, қаттылыққа ие және жақсы электромагниттік пен желдету
сипаттарына ие (суыту үшін желдеткіш орнату қажет емес).
Су генераторының білігі
Су генераторының білік жүйесі ротордың ортаңғы бөлігі, басты білік
және біліктің бүтіндігін құруға қолданылатын басқа бөліктерден де тұрады.
Білік жүйесі жеткілікті қаттылық пен беріктілікке ие; біліктің майы су
мен дірілі айналудың үдемелі жылдамдық шартына есептелген. Білік
термиялық шынықтырылған соғылған сапалы болаттан дайындалған. Дайын
білікте бұзбайтын әдістермен кемшілікті іздеу жүргізіледі, майда сынықтар
мен кемшіліктер жіберілмейді.
Тіреу мойынтірегі және бағыттаушы мойынтірек
Тіреу мойынтірегі агрегаттық барлық айналатын бөліктерінің салмағы
мен өстік гидравликалық күшке есептеледі. Бағыттау мойынтірек агрегаттық
айналатын бөліктерінен бірдей емес радиаль механикалық жүктеме мен
электромагниттік бірдей емес жүктемеге есептеледі.
Осы екеуінде де ішкі айналымы бар суыту мен майлауы қолданылады.
22
Тіреу мойынтірегінде қатты металл пластмассасынан немесе вольфрам
құймасынан жасалған қалташалар қолданылады. Қатты металл пластмасса
қалташалар қолданғанда қысыммен майлауы қондырғысы болмайды;
вольфрам құймасы қолданғанда агрегат қосылғанда және тоқтауындағы
қысыммен майлайтын қондырғымен бірге орнатылады. Мойынтіректе
апаттық жағдайда агрегат тоқтауындағы қысыммен майлайтын құрылғы
қосылмағандағы шартты қанағаттандырады.
Қиылыстырғыш
Жоғарғы және төменгі қиылыстырғыштар жеткілікті қаттылық пен
беріктілікке ие болуы қажет және термиялық майысуға қарсы төтеп беруі
керек.
Төменгі қиылыстырғыш бөлігі статордың ішкі диаметрі арқылы
өтетіндей етіп және тіреу мойынтірегі коллекторды алмай шығатындай етіп
жобаланды. Осыдан басқа, қиылыстырғыш құрылымы статордағы орамаларды
және ротордағы магнитті полюстерді аустыруы роторды және жоғарғы
қилыстырғышты қайта монтаждаумыз, сонымен қатар статор орамасы мен
өзекшелерін алдын-ала қорғаныс тексеруін жүргізуге мүмкіндік береді.
Жоғарғы және төменгі қилыстырғыштың құрылымы жеткілікті кеңістік
пен мойынтіректерді жөндеуге ынғайлы ету жолын қамтамасыздандырады.
Суыту жүйесі
Су генераторында өзіндік ішкі айналымы бар ауалық тұйық суыту
жүйесі қолданылады. Суыту жүйесі суытқыштан және оның бекіткіштерінің
ішкі құбырларынан, клапондарынан, реттеу өлшеу құрылғыларынан, бөліктер
арасындағы байланыстырғыш сымдар мен кабельдерден тұрады.
Суытқыштарға су берілуі тоқтағанда, агрегат 10 минут қауіпсыз жұмыс
істей алады.
Агрегатты тежеу және тоқтату жүйесі
Су генераторында электрілік және механикалық тежеу жүйесінің бүтін
кешені орнатылған. Тежеудің екі түрі комбинерленіп немесе бөлек
қолданылады. Егер агрегаттың қалыпты жұмысында тежеу жүйесі істемей
қалса, онда жүйеде қорғау мен блоктау құрлғысы қолданылады.
Екі кешен бірге істегенде, келесі шарттар орындалуы керек:
Агрегат айналу жылдамдығы 80% ға дейін төмендегенде, электр тежеу
қондырғысы қосылады.
Агрегат айналу жылдамдығы қалыпты жылдамдығынан 10%-ға дейін
төмендегенде, механикалық тежеу қондырғысы қосылады.
Агрегат тежеу және тоқтаудың уақыты 5-6 минутты құрайды
Электр тежеу қондырғысы жеке қолданылғанда, қалыпты
жылдамдықтан агрегаттың айналу жылдамдығы 80%-ға дейін төмендегенде,
қондырғы іске қосылады және тежеу мен тоқтаудың уақыты 6 -7 минутты
құрайды.
23
2.3 Гидротурбинаның негізгі жүйелері және оның бөліктері
Гидравикалық турбина (гидротурбина) - су қозғалысының энергиясын,
механикалық айналым энергиясына түрлендіретін қозғалтқыш.
Аталмыш
турбина электр генератордың
(гидрогенератордың)
жетегі ретінде
қолданылады. Гидротурбина мен гидрогенератор роторлары сәйкесінше
айнымалы бір валда орнатылған және барлық айнымалы бөліктері бір
реттілікпен жалпы жүйе арқылы қозғалады. Мұндай күрделі әрі қиын
құрылымды машина гидроагрегат деп аталады.
Негізінде гидроэнергетикада судың ағындық энергия күші
қолданылады. Ол бірнеше метрден 1500-2000 м аралығындағы су ағымының
бағытталған ағысы. Мұндай үлкен көлемдегі диапазонда жұмыс істеу үшін,
жұмыс реттілігі өзгеше, әр түрлі күрделі жүйедегі турбиналар қолданылады.
Әр жүйе өзінің ағындық күшіне байланысты қарастырылады. Бұл жүйелер
гидравикалық энергетикада қолданылуына байланысты екі классты қамтиды:
раективті турбиналар және активті турбиналар.
Реактивті турбиналар - судың ағу жылдамдығының және қысымының
энергиясын қолданады. Ал активті турбиналар - тек қана жылдамдық
энергиясын қолданады.
Турбиналарда бойлық, көлденең және сәйкесінше көлдеу айналу осьі
болады. Осылардың ішінде көп қолданыс тапқан көлденең айналу осьі бар
реактивті турбиналар.
Турбина су жүретін бөлігі бар гидравикалық құрылғы. Ал реактивті
турбиналарда ол: келтіруші органдар
(турбиналық камера, статор
колонналары, бағыттауыш аппараттардың қалақшалары); жұмысшы органдар
(жұмысшы сақинаның жабынды жүйесі); қайтарым органдары (құбырды
сорғылаушы органдар).
Турбина айнымалы және айналмайтын бөліктерден тұрады.
Айналмайтын бөліктеріне бекітілген бөліктері жатады (статор, камераның
негізі) және жұмысшы бөлік механизмдері жатады (бұрандалар, трубина
жабыны, бағыттауыш аппараттар).
2.2 кесте - Гидротурбина жүйелері және оның қолдану аймағы
24 Гидротурбина
жүйесінің атауы
Қысқартылған
атауы
Класс түрі
Ағын күшінің
диапазоны, м
Остік:
бұрылма-қалақты
пропеллерлі
Диагональды
Радиалды-остік
Шөміш типтес
БҚ
П
Д
РО
Шт
Реакти
вті
Активті
2-80
2-80
40-220
30-660
400-1500
2.4 Турбина құрылымының сұлбалары, ағындық күші және қуаты
2 суретте реактивті турбина құрылымының сұлбалары көрсетілген.
Турбинаның басталған жері, сәйкесінше турбиналық камераға кірісі 1 - 1
қимасында көрсетілген. Сорғы құбырының кіріс қимасы 3 - 3 қимасы және
дәл осы қима турбина құрылымының аяқталған жері. Турбинаның ағындық
күші НТ деп турбина кірісіндегі және шығысындағы судың меншікті
энергиясының айырымы. Егер де жылдамдық энергиясын елемесек, кіріс
және шығыс мәндердің айырымы үлкен болмайды. Оны келесі ретте жазуға
болады 1 - 1, 2 - 2, 3 - 3:
мұнда: Нст - статикалық ағын күші; һІІ - турбина су таратқышындағы
және су қабылдағыштағы ағын күшінің шығыны.
Сонда, турбина ағын күшінің анықтамасына сәйкес:
Егер айналым циклі бар гидромашина қарастырылып отырса, онда
турбиналық режимде оның ағын күші де жоғарыдағы формула бойынша
анықталады.
1 - су қабылдағыштың саңылауы; 2 - турбиналық су таратқыш; 3 -
шиыршық камера; 4 - жұмысшы сақина; 5 - сорғы құбыры; 6 - шүмек;
2 сурет - Реактивті (а) және активті (б) турбина құрылымының
сұлбалары.
Гидромашина сорғы режимінде статикалық ағын күші мен сутегі
шығындарын һІІ жеңеді, сондықтан сорғы режимінде ағын күші:
25
сәйкесінше,
Шөміш типті (активті) турбинаның ағын күші (сурет 2, б), шүмекке
барар алдындағы және жұмысшы сақинадан шыққан судың меншікті
энергияларының айырымы ретінде (1 - 1 және 3 - 3 қималар) анықталады.
Сонда сурет 2, б сәйкес:
сонда,
мұнда: Һк - ағыстың шөміш типті турбинаға әсер ететін биіктігі;
Турбина қуаты сәйкесінше формуламен өрнектеледі:
мұнда: т - турбинаның пайдалы әсер коэффициенті; Q - турбинадан
өтетін су шығыны;
26
3 220 кВ Қапшағай СЭС - ның АТҚ қайта жаңарту
3.1 Қапшағай СЭС - ның 220кВ АТҚ жағдайына талдау жасау
СЭС қарастыра отырып, Қапшағай қаласындағы электроэнергияның
жетіспеушілігін жабу үшін және өңдірістік кәсіпорындарды жабу үшін,
эксплуатацияға жобалау еңгізілді.
220 кВ АТҚ - да ВВБ-220-12(1970 жылы шыққан номиналды тоғы 1000
және 2000 А болатын ажыратқыш) типті әуе ажыратқыштары , үш полюсты
моторлы жетектері бар айырғыштар РЛНД-1(2)-2201000(2000), НКФ-220
типті кернеу трансформаторлары, РВМ-220 типті разрядниктар мен басқа
жабдықтары орнатылған. Қайта жаңартуға белгіленген 220 кВ - ті АТҚ
жабдығы техникалық жағдайы бойынша моральдік және физикалық түрде
шаршап, оны ауыстыруды талап етеді. Бұл екі ерекшеліктер, сонымен қатар
бастапқы сұлбаны максималды қысқарту, СЭС-ның жай және сенімді блок
схемасын қолдануға алып келді. СЭС-ның техникалық және электрлік
сұлбасын жеңілдету станцияда қондырғыларға шектеулі қуаты бар
гидрогенераторлар қондырылды (жасау тәсілі бойынша және құрылыс
аумағына жеткізу).
Нәтижесінде СЭС электрлік қосылғыштардың басты сұлбасы (4.1
суретте көрсетілген) жоғары кернеулі шиналарда минимум қосындылары бар,
ол бұл кернеуде көпбұрышты сұлбаны қолдануға мүмкіндік береді, бұл
жағдайда-алты бұрышты. Соңғы кездері жүктеменің түсуі СЭС 220-8 типті
сұлбаның қабылдауына сәйкес,
СЭС сұлбалары үшін жетілдірілген
экономикалық және технкалық нұсқалары, ажыратқыштардың санының
көбеюуіне байланысты сұлбаны өзгермеуіне мүмкіндік береді. Бірақ 220 кВ
АТҚ
қосқышының бастапқы электрлік сұлбасын, төменде айтылған
кемшіліктері үшін,өзгерту қажет.
27
3 сурет - Қапшағай СЭС негізгі электрлік құрылымдық сұлбасы
28
3.2 Негізгі электрлік құрылымдық сұлбаның кемшіліктері мен
артықшылықтары
Қапшағай СЭС-нің
220 кВ АТҚ тартау құрылғысы алты қосқышқа
арналған, 220-8 типті сұлба бойынша жетілдірілген және алтыбұрышты
болып келеді.
Дөңгелек сұлбаның тиімділігін жоғарлату үшін оның техникалық
артықшылығын сақтау, көпбұрышты типті сұлбаның пайда болуына алып
келді.
Көпбұрыштының сұлбасы дөңгелектен айырмашылықтары
ажыратқыштар, қосқыштары жоқ. Бұл сұлбада ажыратқыштар шиналарда
және тұйық дөңгелектерде қондырылады.
Қосылғыштар
шинаға
ажыратқыштар арқылы қосылады. Осылайша, әр қосқыш сұлбаға екі
ажыратқыш арқылы қосылып тұрады, коммутация кезінде қосқыштар
қосылып және ажыратылып тұру қажет. Қосқышты ажыратқаннан соң
дөңгелек ашылады және қосқышты қосқаннан кейін ол қайтадан жабылады.
Көпбұрыштағы ажыратқыштардын саны қосқыштар санына тең, бірақ
көпбұрыштының бұрышына ажыратқыштарды орналастыру кезінде, сұлба
көптеген артықшылықтарға ие.
Көпбұрыштының тағы да артықшылықтары , бір ажыратқыштарды
қатты зақымдаса, оны өшіру көлемі аз уақыт болып келеді. Әрбір
ажыратқыштардың ревизия қорытындысы минимум операцияны талап етеді
және қостыру жұмысы ешқандай зақымсыз жүзеге асу қажет. Көпбұрыш
сұлбасының кемшіліктеріне,
қосқыштардың
реле қорғаныстары және
трансформаторлардың тоғын таңдау жатады, олардың кез-келген үш
ажыратқыштарының жалпы тізбегін жөндеу мүмкіндіктерін қарастыру
қажет. Сұлбаның келесі кемшілігі 220 кВ ажыратқыштың жиі тексерісті
қажет етеді, өйткені қысқа тұйықталу ажыратуы екі ажыратқышпен жүзеге
асады.
Қиын жағдайларда, тексеріс кезінде ажыратқыштардың біреуінде қысқа
тұйықталуы болады, сұлбаның құлдырауы қуаты бірлікті болмайды(сұлба
бөлшегінде қоректену көзінің айырмашылығы болады, сол уақытта басқа
жағында қуат жабылып тұрады).
3.3 Қапшағай СЭС-нің 220 кВ - ті АТҚ сұлбасының күшейту әдісі
Бар сұлбалардың кемшіліктерін қарастыра отырып, Қапшағайлық СЭС-
нің бастапқы сұлбасын қараймыз. 220 кВ АТҚ алғашқы коммутациясы алты
бұрышты болып келеді.
Төртбұрыштан тартылған 220 кВ
желілер
(Талдықорғанда Л-2033 және Л-2043,Алматыда Л-2133 және Л-2123). Екі
генераторлар 220 кВ кернеу бойынша маңдайша блогына жиналады (Г-1 және
Г-2 Б-1 блогына жиналған, Г-3 және Г-4 Б-2 блогына жиналады). В-5
ажыратқышын жөндеуге еңгізу және Л-2043 желісін В-2 ажыратқышымен
ажырату, В-6 немесе Л-2123 желісін В-4 ажыратқышымен ажырату, В-6
жөндеу кезінде В-5 ажыратқышын шығару және Л-2033 желісін В-1
29
ажыратқыштарымен ажырату,
В-5 немесе Л-2133 желісін В-3
ажыратқышымен ажырату) станцияда екі бөлшекке бөлінеді. Б-1 блогының Г-
1, Г-2 генераторлары АО ТАТЭК деген оқшауланған ауданға шығады. Б-2
блогының Г-3,Г-4 генераторлары Ортаңғы Азия энерго жүйесімен біріккен,
Алматы энерго жүйесіне жұмыс жасайды. Үлкен жүктелмеген Л-2033 және Л-
2043 ұзын желілердің реактансы арқылы Б-1-де 300 кВ-қа дейін кернеу
жоғарлауы пайда болады.Энерго жүйемен Б-1синхрондау үшін, келесі
техникалық кешендерді орындауға тура келеді (біреуін Талдықорған Л-2033
немесе Л-2043 желісі ажыратуға тура келеді, АО ТАТЭК 110 кВ желісін
ажыратып немесе іске қосу қажет), Б-1 деңгейіндегі кернеуді төмендету үшін
жасалады. Бұл кешендерді жүзеге асыру үшін ұзақ мерзім қажет.
Б-1 және Б-2 араларындағы қосымша 220 кВ ажыратқыштарды
қондырса, онда ол бұл мәселелерді шешеді.
Бірақ сонымен қатар,келесі теріс әсер беретінін ескерсек:
1) 220 кВ АТҚ 220-8 типті схема типсіз схемаға айналады. Нормативті
құжаттарға сәйкес, типті схемаларды қолдану жаңа жобалау кезінде оны
міндетті түрде пайдалану қажет.
Ал типсізді қолдану сонымен қатар, типтік схемадан шығу техника-
экономикалық түсініктері бар болған жағдайда рұқсат етіледі.
2) 220 кВ Қапшағай СЭС АТҚ қайта жаңарту кезінде, алғашқы
қосқыштардың схемасын қажетті тәртіпте өзгерту РК - АО KEGOC жүйе
операторымен сәйкес болуы қажет, сонымен қатар энерго жүйе жұмыс
режиміне өзгерістер еңгізіледі.
3) 220 кВ АТҚ эксплуатация шарттары қиындатылады, оперативті
қосудың тәртібі,
реле қорғанысы мен автоматиканың құрылғылары,
ажыратқыштардың электромагнитті блокировкасы және т.б.
4) Жабдықтар мен материалдарды иемдену үшін қосымша қаражат
қажет.
5)
220 кВ
АТҚ
қосымша бір ажыратқышты, тоқтың
үш
трансформаторларын орнату үшін компрессорлы станциямен жаңа шиндеу
жөндеуі қажет.
Жоғары айтылғаннан, 220 кВ Қапшағай СЭС қайта құру кезінде
жабдықты жаңа заманауи жабдыққа ауыстыру, алғашқы қосқыштардың
схемасын өзгерту көп мөлшерде кедергі жасайтын және қиындатылған
факторлар болып табылмайды.
30
4 Қапшағай СЭС-н қайта жобалау үшін қоздыру жүйесіне
қойылатын талаптар
Қапшағай СЭС-ның генераторларының сенімді жұмысын қамтамассыз
ету үшін, қоздыру жүйесін қайта жобалау барысында төмендегідей негізгі
талаптар орындалуы керек:
4.1 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
4.1 кесте -. Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық параметрлері
31 Параметрлер атауы
Шегерімдер
Қоздыру жүйесінің номиналды кернеуі, В
400
Қоздыру жүйесінің номиналды тоғы, А
1400
Кернеу бойынша қоздырудың шектік мәні, ш.б.,
кем емес
2,0
Ток бойынша қоздырудың шектік мәні, ш.б., кем
емес
2,0
Жеделдету тогының өту ұзақтығы, с., үлкен емес
50
Номиналды қуат және номиналды сosα мәні
кезіндегі статор кернеуінің 10%-ке төмендеу режимінде,
қоздыру кернеуінің номиналды мәнінен шектік мәніне
өзгеру ұзақтығы, с.
=0,04
Номиналды қуат және сosα мәні кезіндегі статор
кернеуінің 10%-ке жоғарлауы режимінде, қоздыру
кернеуінің номиналды мәнінен, шектік мәнінің 0,75-
індей болатын, теріс мәнге өзгеру ұзақтығы, с.
=0,06
Тұрақты ток тізбегінің қоректену кернеуі, В
Тұрақты ток мәнінің қоректену кернеуінің мүмкін
болатын шектік ауытқу мәні, %
220
+10, -15
Айнымалы ток мәнінің қоректену кернеуі, В
380
Статор кернеуін өлшейтін тізбектің номиналды
кернеуі (қолданыстағы мәні), В
100
Ротор және статор тогын өлшейтін тізбектің
номиналды тоғы, (қолданыстағы мәні), А
5
Салқындату жүйесі
Қалыпты
ауалық
Қоздыру жүйесі
Тиристорлы,
өзідігінен қоздыру
4.2 Қоздыру жүйесінің негізгі техникалық сипаттамалары
Негізінде, қоздыру жүйесі агрегаттың автоматты іске қосылуы мен
автоматты істен шығуын қамтамассыз етуі, сонымен қатар гидрогенератордың
келесі режимдерін қанағаттандыруы керек:
-
оперативті тұрақты 220 В (аккумулятор батареяларынан) ток
көзінен немесе 0,4 кВ өзіндік мұқтаждық станцияларының шиналарынан
программалық бастапқа қордыруды жүзеге асыруы керек;
-
-
бос жүрісті;
жүйенің кернеу мәніне генератордың кернеуін негіздеуді
ұйымдастыруы керек;
-
етуі керек;
нақты синхронизациялау әдісімен жүйеге қосылуды қамтамассыз
-
генератордың кернеу мәнін,
энергожүйеде жұмыс істеуге
негізделген мәнге 0,5 % дәлдікпен реттеуі керек;
-
жүктемелі бос жүріс режимінен номиналды режимге дейін және
асқын жүктелуде МЕСТ 183-74 бойынша, генератор кернеуінің номиналды
мәнінен
+-7,5% ауытқуы кезінде және жиіліктің номиналды мәнінен +-3%
ауытқуы кезінде, біріккен немесе автономды энергожүйедегі қалыпты
жұмысты қамтамассыз етуі керек;
-
жүктеменің айнымалы ауытқуы кезінде тұрақты қоздыруды
реттеуі, белгіленген ток және кернеу мәні бойынша еселенген жүктеме
өзгерісі кезіндегі энергожүйенің қоздыру жүйесін реттеуі және станция
шиналарындағы кернеу ауытқуына қарамастан қоздыру жүйесін қалыпты
реттеуі керек;
-
энергожүйедегі апаттық режимдер салдарынан пайда болған
станция шиналарындағы кернеу ұлғаюына қарамастан, қайта қоздыруды
қамтамассыз етуі керек;
-
түрлендіргіштегі инветорлы режим кезінде өріс сөндіруді
қамтамассыз етуі керек;
-
генератордың жоспарлы істен шығуы кезінде, генераторды
реактивті қуаты нөлге тең шамаға дейін қайта жүктеуі керек;
-
сәйкесінше операторлы, автономды және қорғанысты түрде
жүйеден ажыратылуды қамтамассыз етуі керек;
4.3 Қорғаныс құрылғылары
Қоздыру жүйесі келесі қорғаныстардан тұруы керек:
түрлендіргіш трансформатордың масималды ток қорғанысынан;
түрлендіргіш трансформатордың ток қиығынан;
түрлендіргіштегі ішкі қысқа тұйықталу тогынан қорғануды;
тұрақты
ток түрлендіргішінің шина аралық зақымдану
қорғанысынан;
қоздыру жүйесінің шығынынан қорғану;
32
түрлендіргіш құрылымның симметрялы емес режимдегі апаттық
жағдайлардан;
бос жүріс кезіндегі генератор статорындағы кернеу жоғарлауынан;
бос жүріс кезіндегі жиіліктің төмендеуінен;
өтпелі және апаттық режимдердегі ротор кернеуінің ауытқуынан;
ротордың жерге тұйықталуынан қорғау;
4.4 Қоздыруды реттеуіш
Қоздыруды реттеуіш PID заңдылығына сәйкес реттеуді жүзеге асыруы,
сонымен қатар, қоздыру жүйесімен бірге келесі функцияларды орындауы
керек:
белгіленген статикалық сипаттамаға сәйкес, генератор
шығысындағы кернеу мәнін +- 0,5% дәлділігіне келтіре отырып реттеуі керек.
Осы кездегі статикалық реттеу диапазоны + 10% тен -20% аралығында бола
алады;
жүйелік стабилизатор және ішкі қозғалыс стабилизаторы
көмегімен, генератор жиілігінің ауытқуы және генератор роторындағы
туындылар көмегімен генератордағы стабилизация режимі реттеледі;
программалық бастапқы қоздыруды генератордың номиналды
кернеуінің 95,5% дейінгі шамасында орындауы керек.
құрылғының секундына 0,5% жылдамдықпен және генераторлық
номиналды кернеуінің 80 нен 110% диапозоны аралығында өзгеруін
орындауы керек;
белгіленген статикалық сипаттамаға сәйкес, генератордың
шығысындағы кернеу мәнінің үлкен көлемдегі ауытқуы кезінде, жеделдету
релесінің құрылғысын реттей отырып, қоздыруды еселеуді жүзеге асыруы
керек;
активті ток мәніне байланысты қоздырудың минималды тоғын
шегеруді қамтамассыз етуі керек;
генератор шығаратын заводтың келтірген сипаттамаларына
байланысты ротордың іске қосылу уақытының ұзақтығын шегеру;
генераторлық кернеу бойынша біріккен және ортақ реттеу жүйесі
жоқ, бір типті генераторлар арасындағы реактивті қуат таралымын
тұрақтандыру;
құрылғылардың топтық кернеу реттелуін қамтамассыз ету;
түрлендіргіш құрылғының зақымдануы кезінде, генератордың
реактивті қуат мәнінің номиналды мәнінен +-5% дәлдікте қайта іске қосылуын
қарастыру;
құрылғының генераторлық кернеу коэффициентінің 2% төмендеуі
және генератор жиілігінің 50 Гц ден 45 Гц аралығындағы өзгерісі кезінде,
жалпы жиіліктің 1 Гц өзгеруі;
33
резервті реттеуіштің шығыс мәндерін, жұмысшы реттеуіштің
шығыс мәндеріне негіздеу;
генератор және қоздыру жүйесінің жұмыс режимдерін
сигнализациялау;
Қоздыру жүйесіндегі қоздыру реттеуішінің істен шығуы кезінде, істен
шыққан реттеуіштің шығысындағы мәндер, резервті реттеуіштің шығысыдағы
мәндермен бірдей өзгеруі керек, бірақ осы кезде ротордағы ток мәні өзгеріссіз
қалады.
4.5 Қоздыруды басқару жүйесі
Қоздыруды басқару жүйесі (ҚБЖ) мен ақпараттар жүйесі басқарушы
есептік техниканың микропроцессорлық базасы негізінде жасалынуы керек.
ҚБЖ қоздыру жүйесінің автоматты басқару құрылғылары негізінде,
генератордың технологиялық басқару режимдерінің функцияларын орындай
отырып, ақпараттық және қоздыру жүйесінің басқару құрылғыларының
жұмысына негізделе отырып жүзеге асырылады. Келіп түскен барлық
ақпараттар жергілікті басқару пультінде өңделіп, жұмыс реттілігі сақталатын
("жұмыс күнделегі") арнайы компьютер жадында сақталуы керек. Жоғарыда
айтылған функциялардың барлығы түрлендіргіштік және логикалық
ақпараттарды қабылдайтын, арнайы датчиктер мен командалық операторлар
көмегімен жүзеге асырылады.
34
5
Қапшағай СЭС-ның
сейсмикалық
және
эксплуатациялық
сенімділігін бағалау
1965 жылы ССР-дің Қазақстандық Кеңес Министрлігінің шешімі
бойынша Қапшағай СЭС-н салу туралы дирекциясы тұрылған болатын. Ал
1969 жылы арналық және үңгіме плотинаны салу жұмыстары аяқталды. 1970
жылдан 1971 жыл аралығында станцияны іске қосу процесі жүзеге асрылған
болатын. Станцияны қалыпты жұмысқа келтіру, төрт бірдей
гидрогенераторды біртіндеп іске қосу арқылы орындалды. Қапшағай СЭС-
ның құрылыс жұмыстарының және жалпы іске қосылуының аяқталған кезі
1980 жыл. Қапшағай СЭС-ның платинасын салу көлемі 28,14 миллиард куб
метр болатын көп жылдық Қапшағай су қоймасының пайда болуына алып
келді.
Қапшағай СЭС-ның қуаты 364 МВт құрайды, ал орташа жылдық қуат
өндіруі 972 миллион кВт сағ.
Қапшағай СЭС-ның
өндірістік ғимаратында бойлай орналасқан,
айналмалы жабыны және екіқалқалы ПЛ-50642 В-650 типті турбинасы бар,
есептік 40,9 м су көлемімен жұмыс істейтін, қуаты 91 МВт және максималды
режимде 108,5 МВт қуат өндіретін, СВ1225130-56 типті төрт гидрогенератор
орналасқан.
Қапшағай СЭС-ның гидротехниклық құрылғыларын зерттеуші көп қилы
программасының мақсаты төменде келтірілген:
үңгіме плотинаның темір бетонды жоғары бекітпесінің
төзімділігін, тұрақтылығын және эксплуотациялық сенімділігін зертханалық
әдіспен тексеру;
үңгіме плотинаның жоғарғы бьефендегі су асты бөлігіндегі
тістерінің төзімділігін, тұрақтылығын және эксплуотациялық сенімділігін су
асты арнайы түсірілімдері арқылы тексеру;
үңгіме плотинаның төменгі құламасында топырақтың араласуы
мен ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz