Файл: Попов, В. Л. Проектирование подземных сооружений в системе деривационных ГЭС учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 75

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

-

186 -

отношением

 

 

Пс Р

=£000,

где

Р - число полюсов.

 

Для повышения напряжения до значений/'обеспечивающих экономичную передачу электровнергии на большие расстояния, применяют мощные силовые трансформаторы.

Конструктивной и механической основой трансформатора является его магнитная система, называемая оердечником. На сердечнике устанавливаются обмотки. Двухобмоточные трансформа­ торы позволяют произвести одноступенчатое повышение генератор­ ного. напряжения, например,от 6-15 до НО или 220 кв. В трех­ обмоточном трансформаторе можно получить два выходных напря­ жения, например НО и 220 или НО и 500 кв. Это удобно, когда электростанция выдает энергию потребителям через линии передач различного напряжения. Трансформаторы могут быть трехфазными и однофазными. При использовании однофазных требуетоя установка

трех трансформаторов.■ “ С целью увеличения сопротивления изоляции и улучшения

охлаждения повышающих трансформаторов сердечники помешаются в бак со специальным трансформаторным маслом.

Для перемещения трансформаторов их снабжают колесными ка­ ретками и устанавливают на рельсы. Для проверки обмоток сер­ дечник трансформатора должен выниматься иэ бака. Во время ра­ боты трансформатора в его оердечнике выделяемое тепло должно полностью отводиться в окружающую среду.

Для монтажа, ремонта, демонтажа агрегатов и вспомогатель­ ного оборудования, переноса и установки затворов и различных грузов на гидроэлектростанциях применяются электрические мосто­ вые краны, а также подъемно-транспортные средства малой меха­ низации: тельферы, тали, кошки, домкраты и т . п . -

Для обеспечения нормальной работы гидроагрегатов и его отдельных узлов применяют рспомогательное оборудование, Напри­ мер, регулирование мощности гидроагрегата осуществляется систе­ мой, в состав которой входят маслонапорная установка, сервомо­ торы, маслопроводы, пульт управления. Перечисленные устройства

 

-

187 -

 

 

 

входят в состав масляного хозяйства,

которое

рассчитано на

приемку поступающего масла,

хранение

масла,

подготовку масла

к

заливке в агрегат, проверку качества масла и восстановле­

ние

его свойств, а также на хранение

отработанного масла.

Специальное масло требуется для смазки подпятников и направ­

ляющих подшипников гидроагрегатов. Для

охлаждения' трансформа­

торов необходимо специальное масло, обладающее изоляционными

свойствами. Общий объем масла на гидроэлектростанции может до­

стигать нескольких тысяч тонн. Однако в резервуарах масляного

хозяйства, расположенного в здании ГЭС,

оно может храниться не

свыше 100 т.

 

 

 

 

 

Для охлаждвия гидрогенератора, подпятника, смазки нижнего

 

направляющего подпятника, а в некоторых случаях для охлажде­

 

ния силовых трансформаторов существует специальная система тех­

 

нического водоснабжения. Источниками питания системы водоснаб­

 

жения обычно является верхний или нижний бьеф ГЭС и лишь при

 

сильном загрязнении их питание осуществляют от специальной

 

скважины..

 

 

 

 

 

Система водяного пожаротушения принципиально не отличается

 

от системы технического водоснабжения и предназначается для

 

тушёнид пожара в генераторах. ’

.

 

 

 

Для

приведения в действие ряда устройств

генератора необ­

 

ходим сжатый воздух;

оборудование

для его получения входит в

 

состав

пневматического хозяйства.

Системы регулирования круп­

 

ных агрегатов требуют давления воздуха до 40

апи, остальные

 

потребители - до 6-7 ати.

 

 

 

• •

о

Для

осушения проточной части гидротурбин

(спиральных ка­

 

мер, отсасывающих труб) при ремонте

и осмотре

на гидроэлектро­

 

станциях существует,

система осушения в виде

насосных станций

 

(откачек). При крупном гидроагрегате объем, его спиральной ка­

 

меры и отсасывающей трубы может достигать °8-JQ тыс.м3 и больше.

 

Время откачки принимается в пределах 2-4 часов, но иногда

до­

сти гает

16 часо$ и более.

 

 

 

 

 

Для удаления фильтрационной воды, поступающей в здание ГЭС

 

через обделку и деформационные швы,,

применяется дренажная

систе-

 

 

о

ь

 

 

 

 


- 168 -

ма. Она состоит из специальных колодцев (приямков), рарполагаемых на низких отметках, в которые по трубам и лоткам по­ ступает фильтрационная вода. Вода удаляется ив колодцев спе­ циальными автоматически включаемыми дренажными насосами.

3. Компоновка подвемннх зданий ГЭС

Подземные здания гидроэлектростанций представляют собой горные выработки больших поперечных размеров. Компоновка под­ земных зданий ГЭС определяется главным образом размещением, размерами, тиром основного гидротурбинного, злектричеокого и гидромеханического оборудования, а также конструкцией постоян­ ных эксплуатационных подходов к машинному зданию.

При средних и малых напорах и относительно больших габа­ ритах турбинного оборудования в здании ГЭС целесообразно раз­ местить лишь-гидроагрегаты и краны'(рио.64,а ) . Затворы, устанавдиваеше на напорных водоводах ■, а также ремонтное награжде­ ние на выходе из отсаоываюишх труб располагаются в специаль­ ных камерах (галереях).

При большом заглублении здания ГЭС увеличиваются электри­ ческие потери на пути от гидрогенераторов до трансформаторов. Поэтому силовые трансформаторы в этом случае располагают в непосредственной близости от гидрогенератора. Для их установки сооружают специальные камеры или размешают непосредственно в здании ГЭС (рио.54,в ), отгородив трансформаторы взрывозашитныци стенками. Галерею затворов располагают отдельно от машин­ ного зала ГЭС,

При размещении трансформаторов на поверхности земли их соеди ияст с подземным машинным залом специальной шинной штольней (галереей) или шахтой. Обычно наружную установку трансформато­ ров применяют при расстояниях между генераторами и трансформа­ торами не более 200 м.

При средних и больших напорах, когда применяют турбины относительно небольших габаритов, в пределах здания ГЭС распо­ лагают также и затворы на турбинных водоводах (рио. 5 4 ,6 ).

В таких случаях ширина машинного зала достигает 24-26 м.

- 189 -

 

 

Рис. 54, Схемы компоновки зданий подземных ГОС: ■

I

-

напорный

водовод; 2 - затворы;

3

- камера затворов;

4

-

турбина;

5 - гидрогенератор; 6

-

мостовой кран;

V

-

отсасывающая труба; 8 - камера

заграждения; 9 - отво­

 

 

дящая деривация; 10 - трансформатор



-190

Вусловиях слабых пород при необходимости уменьшения ширины подземных зданий возможно применение схемы с горизрн-

тальными агрегатами (р и с.54, г ) , в которой турбины вынесены

вотдельное помещение.

Стремление сохранить горные породы между гидроагрегатами нетронутыми приводит к увеличению ширины блока агрегата. Это позволяет расположить силовые трансформаторы между агрегатами

вспециальных нишах (р и с.54, ж). При необходимости значительно

уменьшить

объем подземных работ

могут быть использованы схемы

с размещением крана (рио.54,д)

или гидрогенераторов (р и с.54, е)

на поверхности земли. В последнем

случае значительное удлине­

ние вала

ограничивает единичную мощность гидроагрегата.

Применение высоких отсасывающих труб позволяет уменьшить

ширину трубы в плане (рис. 54,

з ) .

Общий объем работ и их сто­

имость при этом снижаются.

 

 

В целях уменьшения размеров здания ГЭС применяют специаль­ ные малогабаритные конструкции гидрогенераторов, трансформато­

ров и другого

оборудования. Размеры машинного зала могут быть

. уменьшены за

счет применения генераторов, имеющих в

плане пря­

моугольные вентиляционные кожухи, трансформаторов с

водяным

охлаждением, водяного охлаждения обмоток статора и ротора гене­ ратора, безвальных компоновок гидроагрегатов и т„п. Для получе­ ния рациональных компоновок оборудования успешно может быть

применено объемное моделирование.

" .

Различные варианты расположения

монтажных площадок под­

земных зданий ГЭС могут оказать заметное влияние на размеры машинного зала. Например, на гидроэлектростанциях с двумя гид­ роагрегатами эффективным является размещение монтажной площад­ ки между агрегатам!.

Размеры подземных зданий ГЭС,

осуществленные на практи­

ке, колеблются в следующих пределах: полная ширина от II до

28,8 м; пролет мостового крана от

8,2 до 25,8 м; полная высо­

та .от 17,5’ до ёб !£; длина от 42 до

348 м. Стремление уменьшить

размеры дорогостоящего подземного машинного здания приводит к применению более быстроходных турбин, но со значительным'коэффи­ циентом кавитации,который,в свою очередь, требует увеличения вы-


- 191 -

соты отсасывания и, следовательно, заглубления машинного здания. При значительных колебаниях уровня воды в нижнем бье­ фе наиболее экономичным решением является применение напорной отводящей деривации. При длинной отводящей напорной деривации с целью понижения гидравлического удара и улучшения регулиро­ вания турбин ‘■сооружают низовые уравните льные резервуары.

4. Конструкции подземных зданий ГЭС

О

Конструктивные формы и размеры подземных зданий гидро­ электростанций весьма разнообразны. Основным конструктивным элементом подземного здания является обделка во взаимодейст­ вия с горными породами или одни горные породы.

При стремлении уменьшить объемы работ и снизить стои­ мость сооружения зданий подземных гидроэлектростанций следует избегать применения сложных конструкций, усложненных очерта­ ний выемки й обделки, требующих применения ручного труйа. Лучше пойти на некоторое увеличение объемов работ, но добить­ ся их упрощения, так как, это в. конечном итоге определит экономичность сооружения.

В зависимости от прочности окружающих здание пород воз­ можны различные конструктивные решения в выполнении стен и перекрытий. В условиях весьма прочного скального массива при отсуОгвии бокового горного давления п весьма незначительном

вертикальном давлении, при коэффициенте крепости

пород

 

£ = В -ь 10

могут отсутствовать бетонный несущий

свод

и •

стены (ри с.55, схема I ) .

 

 

В случае

возможности фильтрации подземных вод

через

по­

верхность горных пород и обделку здания ГЭС проводят цемента­ цию пород и устраивают подвесные потолки и легкие защитные стены сборной конструкции с отводом фильтрующейся воды самоте­ ком в нижний бьеф или дренажные колодцы, оборудованные автома­ тически действующими насосами. Конструкция-подкрановых путей, фундаментов под генераторы и обделки должны проектироваться с учетом использования, несущей способности породы.

ос