Проектирование электрической части атомных электростанций (стр. 1 из 11)
СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Учебно-научный институт электротехники и энергосбережения
Кафедра Эксплуатации электрических станций
Курсовой проект по дисциплине:
«Электрические станции и подстанции»
На тему: Проектирование электрической части атомных электростанций
Руководитель Сиротенко Борис Гаврилович
Студент Пархоменко Олег Дмитриевич
Севастополь 2008г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Выбор схемы выдачи мощности АЭС
1.1 Варианты схемы выдачи мощности
1.2 Определение перетоков мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи и их выбор
1.3 Определение потерь активной энергии в блочных трансформаторах и АТ связи
1.4 Определение капитальных эксплуатационных и приведенных затрат
2. Выбор электрической схемы РУ высокого напряжения
2.1 Порядок выбора схемы распределительного устройства
2.2 Составление вариантов схемы РУ повышенного напряжения
2.3 Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат
3. Проектирование схемы электроснабжения собственных нужд блока
3.1 Характеристика потребителей собственных нужд
3.2 Сети питания потребителей с.н.
3.3 Схемы электрических соединений с.н.
3.3.1 Схема 6 кВ для потребителей 3 группы надежности
3.3.2 Схема 0,4 кВ для потребителей 3 группы надежности
3.3.3 Схемы 6 кВ и 0,4 кВ для потребителей 2 группы надежности
3.3.4 Схемы для потребителей 1 группы надежности
4. Выбор мощности ТСН АЭС
4.1 Выбор мощности рабочих ТСН блока ВВЭР – 1000
4.2 Выбор мощности резервных ТСН блока ВВЭР – 1000
5. Расчет режима самозапуска электродвигателей механизмов собственных нужд АЭС
5.1 Основные положения
5.2 Расчетные и допустимые условия режима самозапуска
5.3 Расчет начального напряжения режима самозапуска
6. Определение мощности дизель-генераторов систем надёжного питания
6.1 Методика определения мощности ДГ систем надёжного питания
6.2 Расчёт мощности ДГ систем надёжного питания
7. Расчет токов короткого замыкания в главной схеме ЭС
7.1 Общие положения
7.2 Расчет токов КЗ в различных точках главной схемы ЭС
8. Выбор коммутационных аппаратов главной схемы выдачи мощности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
1. ВЫБОР СХЕМ ВЫДАЧИ МОЩНОСТИ АЭС
Схема выдачи мощности определяет распределение генераторов между РУ разных напряжений, автотрансформаторную связь между РУ, способ соединения генераторов с блочными трансформаторами, точки подключения резервных трансформаторов собственных нужд. При проектировании схемы выдачи мощности на первом этапе намечаются этапы её исполнения. На втором этапе для каждого варианта определяются перетоки мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи и осуществляется их выбор, вычисляются потери энергии в них за год, находятся капитальные, эксплуатационные и приведённые затраты. В результате сравнения вариантов схемы выдачи мощности АЭС выявляется рациональный вариант.
1.1 Варианты схемы выдачи мощности
Если мощность станции выдается на одном повышенном напряжении, то все блоки присоединяются к РУ данного напряжения, и выполняется, лишь выбор схемы исполнения блоков генератор-трансформатор.
Различают следующие схемы исполнения блоков (АЭС): генератор - трансформатор (рис.1.а), генератор-трансформатор с генераторным выключателем или выключателем нагрузки (рис.1,б), укрупненный блок (рис.1,в), объединенный блок (рис.1,г), блок генератор-автотрансформатор связи (рис.1,д), блок генератор-трансформатор с двумя выключателями (рис.1,е) и др.
Согласно нормам технологического проектирования [1] в блоке между генератором и двухобмоточным трансформатором должен устанавливаться генераторный выключатель. В случае отсутствия выключателя на соответствующий ток отключения разрешается применение выключателя нагрузки.
При двух и более РУ повышенного напряжения варианты схемы выдачи мощности формируются путем варьирования количества блоков различного исполнения, подключаемых к разным РУ повышенного напряжения, а так же путем изменения вида связи между РУ. Связь между РУ может выполнятся с помощью трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов, если мощность, отдаваемая на одном напряжении, составляет 15% и более мощности, отдаваемой на другом напряжении , а также с учетом перспективы развития нагрузок на обоих напряжениях [1].
Общее количество составленных для сравнения вариантов схемы выдачи мощности может оказаться более десяти. При ручном счете из этого множества вариантов путем логического сравнения отбираются два-три наиболее перспективных варианта. Предварительный отбор вариантов осуществляется в соответствии с заданными условиями и опытом проектирования, а также определяется здравым смыслом:
мощность блока не должна превышать резерв мощности в системе, что ограничивает область допустимых вариантов исполнения блоков;
подключение генератора к третичной обмотке автотрансформатора связи может вызвать существенное увеличение мощности автотрансформатора по сравнению с мощностью перетока, конструктивные сложности при его размещении на территории электростанции и трудности в выполнении гибких связей с РУ;
перетоки мощности через автотрансформаторы связи не должны превышать мощность блока более чем в 1,5 раза (при отсутствии транзита мощности через шины РУ станции).
Связь между РУ выполняется с помощью автотрансформаторов.
С учетом вышесказанного ниже представлены три варианта схемы выдачи мощности электростанции типа АЭС.
Первый вариант: в систему ВН в систему СН
Выбирается схема «генератор-трансформатор с генераторным выключателем». Наличие генераторного выключателя снижает количество операций с выключателями в РУ повышенного напряжения; пуск и останов блока выполняются с помощью рабочего трансформатора собственных нужд и генераторного выключателя; снижаются требования к количеству и мощности резервных трансформаторов собственных нужд. В блоках генератор-трансформатор АЭС мощностью 1000 МВт устанавливаются аппаратные генераторные комплекты (АГК) типа КАГ – 24 – 30 / 30000.
Второй вариант: в систему ВН в систему СН
Третий вариант:в систему ВН в систему СН
1.2 Определение перетоков мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи и их выбор
Выбор мощности блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи в каждом варианте схемы выдачи мощности выполняется по максимальным перетокам мощности с учетом их нагрузочной способности. На рис.2. приведена принципиальная схема выдачи мощности АЭС с произвольным числом блоков и двумя РУ повышенного напряжения. Для нахождения перетоков мощности в схеме составляется диаграмма баланса мощности (рис.3).
Максимальные перетоки мощности определяются из условий нормального и аварийного режимов работы станции. В аварийных режимах рассматриваются случаи аварийного отключения одного любого блока и одного автотрансформатора связи.
Расчет перетоков мощности ведется с нахождением активных, реактивных, и полных мощностей в аналитической форме. Перетоки мощности через блочные трансформаторы определяются по выражению
,где Рс.н., Qс.н. - активная и реактивная мощность, потребляемая на собственные нужды;
Рг, Qг – генерируемые активная и реактивная мощности.
Согласно варианту задания, на этапе проектирования целесообразно принять:
Рс.н.= 0.05· Рг ; cosс.н.=0.85;
Рс.н. = 0.05· Рг = 0.05 · 1000 = 50 МВт.
Qс.н. = Рс.н. · tgφ с.н. = 50 ·0.61 = 30.5 МВАр.
Рг =1000МВт ; cosφг =0.9 ;
Qг = Рг · tgφг = 1000 · 0.48 = 480 Мвар;
Переток мощности через блочные трансформаторы:
Sт.бл. =
1051.4 МВАПри работе электростанции в базовой части графика нагрузки энергосистемы мощность блочного трансформатора выбирается из условия
По каталогу выбираю следующие типы блочных трансформаторов:
- на стороне СН: ТНЦ – 1250000 / 330 (по 1 шт. на блок).
Его каталожные данные – Рх. = 715 кВт - мощность холостого хода;
Рк. = 2200кВт – мощность корокого замыкания.
- на стороне ВН: ОРЦ – 417000 / 750 (по 3 шт. на блок).
Его каталожные данные – Рх. = 320кВт; Рк. = 540кВт
Перетоки мощности через обмотки СH и ВH автотрансформаторов связи определяются по следующим выражениям:
-при максимальной нагрузке на шинах РУ СH
-при минимальной нагрузке на шинах РУ СH
-в аварийном режиме (отключение одного блока, подключенного к шинам РУ СH)
