Проектирование электрической части атомных электростанций

height="35" border="0" />

Сопротивление магистралей от РТСН до секции нормальной эксплуатации

Lш=210 м Худ=0,2 Ом/км

где Худ – удельное сопротивление, Худ = 0,2 Ом/км;

Lш – длина шин магистралей резервного питания, Lш = 0,21 км.

Хмаг1 = Хмаг2 = Худ·Lш·Sб/Uб2 =0,2·0,2·63/62=0,0735


5. Напряжение питающей сети, приведенное к стороне РТСН

Uсети=Uвн*Uнн/Uотв*Uб , где Uотв напряжение ответвления обмотки ВН РТСН, тогда

Uсети= Uнн/ Uб=6,3/6=1,05


6. Напряжение на секциях СН при самозапуске в относительных единицах, в пренебрежении активными сопротивлениями элементов питающей сети и нагрузок

Определение токов нагрузок трансформаторов соответствующих секций



Относительные сопротивления электродвигателей:


Zд1 = = = 0,537

Zд2 = = = 0,685


Относительные проводимости электродвигателей:

В1 = 1 / Zд1 = 1 / 0,537 =1,86 о. е.

В2 = 1 / Zд2 = 1 / 0,685 = 1,46 о. е.

Х1=Х2=Хнн + Хмаг=0,222+0,735=0,2955

Р1=Р2=ХС+ХВ / Х1=0,067+0,016/0,2955=0,28



Так как самозапуск не будет успешным, необходимо уменьшить нагрузку, участвующую в нем. Исходя из таблицы 6.1 стр. 58 [1] в работе должны остаться (то есть отключение минимального напряжения не предусматривается) четыре насоса: циркуляционный насос (градирня), циркуляционный насос конденсатора, насос замкнутого контура ОГЦ, насос гидростатического подъема ротора. На секциях ВС+ВХ находится: циркуляционный насос конденсатора (двухскоростной), уменьшим нагрузку до минимально возможной оставив в работе только вышеуказанный насос. На секциях ВD+ВK из насосов остаются: циркуляционный насос конденсатора (двухскоростной), насос градирни, отключим 4 трансформатора второй ступени. Произведем повторный расчет.



Zн1 = = = 0,711

Zн2 = = = 1,21

В1 = 1 / Zд1 = 1 / 0,711 =1,406 о. е.

В2 = 1 / Zд2 = 1 / 1,12 = 0,826 о. е.


Полученные значения больше 0.6, самозапуск произойдет успешно следовательно допустимо использование трансформатора ТРДНС – 63000 / 35.


6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ СИСТЕМ НАДЁЖНОГО ПИТАНИЯ


6.1 Методика определения мощности дизель-генераторов систем надёжного питания


Мощность дизель-генератора при ступенчатом пуске асинхронной нагрузки выбирают по мощности, потребляемой(Рпотр i) электродвигателями, подключёнными к секции надёжного питания, и возрастающей с пуском очередной ступени. Должно выполняться условие:


где (20)


nст - число ступеней пуска;

Рн дг – номинальная нагрузка ДГ.

Значение Рпотр определяется по номинальной мощности двигателя Рн дв, по его коэффициенту загрузки и КПД:


где (21)


Ррас – расчётная мощность ЭД.

По этим формулам определяются мощности, потребляемые ЭД по завершении операции пуска соответствующей ступени. В то же время в процессе пуска очереди, в особенности при прохождении отдельными ЭД критического скольжения, величина нагрузки на ДГ может кратковременно увеличиться по сравнению с установившемся режимом. Для ДГ существуют заводские характеристики допустимых предельных нагрузок. Определение нагрузки в процессе пуска АД представляет сложную и трудоёмкую задачу. Пусковую мощность двигателя можно оценить на основе мощности, потребляемой в установившемся номинальном режиме, коэффициентов мощности номинального и пускового режимов, кратности пускового тока:



(22)


Тогда пусковая мощность на каждой из ступеней пуска определяется как сумма мощностей, потребляемых в установившемся режиме ранее запущенными двигателями, и пусковой мощности двигателей, запускаемых в данной ступени. Следует отметить, что пусковая мощность, определяемая по формуле (22), является величиной условной, так как в процессе пуска напряжение снижается.


6.2 Расчёт мощности ДГ систем надёжного питания


Расчёт мощности ДГ целесообразно вести в табличной форме. Расчёт приведён в таблице 6.1

Очередь пуска Механизм Рдв.н.(кВТ) Рпотр.(кВТ) соsφ пуск Рпуск.(кВТ)

Установившая

мощность

Пусковая

мощность

Время

включ
1 Эквивалентный трансформатор надежного питания АБП 1000 800 0,3 1500 800 1500 0
2 Насос технической воды на ОРДЭС 1250 1170 0,22 2080 1970 2880

10
3 Насос подачи бора высокого давления 55 45 0,89 126 2015 2096

5
4 Насос аварийного впрыска бора 800 625 0,89 1372 2640 3468

5
4 Насос аварийного расхолаживания 800 625 0,89 1372 3265 4012

5
4 Аварийный питательный насос 800 625 0,89 1372 3890 4637

5
5 Насос технической воды ответственных потребителей 630 498 0,88 1020 4388 4910

10
6 Насос промконтура 110 89 0,86 197 4477 4585 20
6 Рециркуляц система охлаждения бокса 110 89 0,86 197 4566 4674

20
6 Рециркуляц система охлаждения центр зала 110 89 0,86 197 4655 4763

20
7 Рециркуляц система охлаждения шахты аппарата 110 89 0,86 197 4744 4852

20
8 Насос организованных протечек 75 61 0,85 150 4805 4894

20
9 Сплинкеный насос 500 397 0,87 798 5202 5603 30
10 Пожарный насос 250 222 0,31 550 5424 5752 40

В качестве автономного источника выбираем дизель-генераторную станцию АСД – 5600, которая состоит из дизеля 78Г и синхронного генератора СБГД – 6300 – 6МУЗ

Номинальные данные генератора

- Активная мощность: Р=5600 кВт

- Напряжение: U=6300 В

- Ток статора: I=723 А

- Частота вращения n=1000 об/мин

Генератор обеспечивает пуск асинхронных двигателей, который сопровождается внезапным увеличением нагрузки до 150% . Вместе с тем генератор в любом тепловом состоянии обеспечивает длительные нагрузки: 10% - 1ч., 25% - 15 мин., 50% - 2 мин.,


7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ГЛАВНОЙ СХЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ


7.1Общие положения


Расчёты токов КЗ производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования, а так же для выбора или проверки уставок релейной защиты и автоматики.

Основная цель расчёта состоит в определении периодической составляющей тока КЗ для наиболее тяжелого режима работы сети.

Учёт апериодической составляющей производят приближенно, допуская при этом, что она имеет максимальное значение в рассматриваемой фазе.

Расчёт тока КЗ с учётом действительных характеристик и действительного режима работы всех элементов энергосистемы состоящей из многих электрических станций и подстанций, весьма сложен. Поэтому вводят ряд допущений, упрощающих расчёты и не вносящих существенных погрешностей:

- фазы ЭДС в

сех генераторов не изменяются в течение времени КЗ (отсутствует качание генераторов);

- не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависимыми от тока индуктивные сопротивления всех элементов КЗ цепи;

- пренебрегают намагничивающими токами трансформаторов;

- не учитывают ёмкостные проводимости элементов КЗ цепи на землю;

- считают, что трёхфазная система напряжений симметрична;

- влияние нагрузки на ток КЗ учитывают приближенно;

- при вычислении токов КЗ пренебрегают активным сопротивлением, если х/r > 3;

- обязательно учитывают R при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ - Та.

Эти допущения существенно упрощают расчёты причём приводят к некоторому преувеличению токов КЗ (≤10%), что считается допустимым.

Расчёт токов при трёхфазном КЗ выполняется в следующем порядке:

-для рассматриваемой части энергосистемы составляется расчётная схема; по расчётной схеме составляется электрическая схема замещения. путём постепенного преобразования приводят схему замещения к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источников, характеризующихся определённым значением результирующей ЭДС ,были связаны с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением хрез.

Используя методы расчёта электрических схем (узловых потенциалов, контурных токов, типовых кривых) определяют ток короткого замыкания в заданном месте схемы.



Рис 7.1 Расчетные зоны по токам КЗ для блочной электростанции


Рис. 7.2 Схема замещения блочной электростанции


Расчет

1. Исходные данные (параметры элементов схемы):

Энергосистема: ВН – SК1=17000МВА, UВН=750кВ;

СН – SК2=13000МВА, UСН=330кВ;

ЛЭП – ВН – W1…W4, ℓвн = 210км, Худ вн=0,28 Ом/км.

- СН – W5…W9, ℓсн = 60км, Худ сн=0,4 Ом/км.

Блочные трансформаторы:

ВН – Т1,Т2,Т3,Т4®ОРЦ-417000/750, UК1=14%;

СН – Т5,Т6,Т7, Т8,Т9®ТНЦ-1250000/330, UК2=14,5%;

Автотрансформатор связи:

АОДЦТН 330000/750/330, UК4=11,5%.

Генераторы:

G1…G9 ® ТВВ-1000-2У3; SН1=1111МВА; cosj=0,9;

PН1=1000МВт, Uн=24кВ, =0,382, =0,269.

Трансформаторы собственных нужд:

ТРДНС-63000/35; иК5=12,7%.


2. Определение параметров схемы замещения в о.е. для зоны I (КЗ на шинах 750кВ или 330)

Выбираем в качестве базисных Uб=750кВ и Sб=1000МВА.

Базисный ток:



Сопротивления генераторов в о.е.:



Сопротивление блочных трансформаторов:

на стороне ВН

на стороне СН


Суммарное эквивалентное сопротивление генераторов и блочных трансформаторов:

На стороне ВН


На стороне СН

Сопротивление автотрансформатора связи типа АОДЦТ-417000/750/330:


Где:.

.


Сопротивление линий электропередачи:


- на стороне ВН ,

- на стороне СН .


Сопротивление приемной системы:


на стороне ВН ,

на стороне СН .


Суммарное эквивалентное сопротивление ЛЭП и систем:


,

.

Сопротивления трансформаторов собственных нужд:


,

,

,


Сверхпереходные ЭДС электроэнергетических систем, находящихся на значительном удалении от расчетных точек КЗ принимаем равным . Сверхпереходные ЭДС генераторов:



где так как принимается, что до короткого замыкания генераторы работали в номинальном режиме.

Эквивалентные ЭДС генераторов:

- на стороне ВН

на стороне СН

Для определения токов КЗ в I расчетной зоне упрощенная схема замещения имеет вид



Рис. 7.3 Упрощенная схема замещения главной схемы АЭС с двумя ОРУ повышенного напряжения.

3. Расчет токов КЗ для I зоны

А) Расчет токов КЗ для точки К1 (на стороне ВН):

Потенциал в точке КЗ равен нулю - j1=0.

Составление уравнения для узла j2.



Подставляя численные значения величин, определенных ранее, получим



Начальные значения периодической составляющей тока КЗ по ветвям схемы:

относительных единицах


;


в именованных единицах при .

Суммарное начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К1:



Суммарное значение апериодической составляющей тока КЗ в точке К1 в момент отключения выключателя:

(каждая составляющая определяется по формуле):


.


Где t - время отключения тока КЗ,

tр.з. – время срабатывания релейной защиты, tр.з. = 0,01с.

tс.в. – собственное время срабатывания выключателя, для I зоны

t=0,1-0,2 с; принимаем t=0,16;

Та – постоянная затухания апериодической составляющей тока КЗ; дается в справочниках [2] для различных цепей. В рассматриваемом случае


.


Определение ударных токов КЗ для зоны I:


Определение импульса квадратичного тока:


А2с


Б) Расчет токов КЗ для точки К1/ (на стороне СН):



Потенциал в точке КЗ равен нулю - j2=0. Составим уравнение для узла j1.


Начальные значения периодической составляющей тока КЗ по ветвям схемы:

- относительных единицах


;


в именованных единицах при .


Суммарное начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К1`:



Суммарное значение апериодической составляющей тока КЗ в точке К1 в момент отключения выключателя: (каждая составляющая определяется по формуле):


.


Где t - время отключения тока КЗ, tр.з. – время срабатывания релейной защиты, tр.з. = 0,01с. tс.в. – собственное время срабатывания выключателя, для I зоны t=0,1-0,2 с; принимаем t=0,16; Та – постоянная затухания апериодической составляющей тока КЗ; дается в справочниках [2] для различных цепей. В рассматриваемом случае:


.


Определение ударных токов КЗ для зоны I:



Определение импульса квадратичного тока

А2с


4. Расчет токов короткого замыкания для зоны III

А) Расчет токов КЗ для точек КЗ и КЗ/ (на стороне ВН):

На стороне ВН




Рис 7.4 Схема замещения для цепи тока зоны III на стороне ВН


Составляем систему уравнений по методу узловых потенциалов, принимая, что в точке КЗ потенциал равен нулю (j3=0 или j/3=0).

При коротком замыкании на выводах генератора (точка К3) в точку КЗ пойдут через выключатель Q1 токи от всех других источников, кроме тока КЗ от генератора рассматриваемой цепи.

j3 = 0.


Подставляем численные значения величин и определяем j1 и j2 , а затем и токи КЗ.



Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от всех источников системы, кроме генератора рассматриваемой цепи будет равно



Принимаем для зоны III базисное значение тока получим значение периодической составляющей тока КЗ в именованных единицах:



При коротком замыкании на участке выключатель Q1 – блочный трансформатор через выключатель пойдет ток в точку КЗ только от генератора рассматриваемой цепи:

в относительных единицах

в именованных единицах