Контрольная работа: Визначення потужності дизель-генераторів систем надійного живлення на АЕС

2.1 Розрахунок струмів короткого замикання

2.2 Вибір високовольтного встаткування й струмоведучих частин головної схеми

2.2.1 Вибір вимикачів і роз'єднувачів 750 кВ

2.2.2 Вибір вимикачів і роз'єднувачів 330 кВ

2.2.3 Вибір вимикача навантаження

2.2.4 Вибір проводу струму генератор-трансформатор (24 кВ)

2.2.5 Вибір трансформатора напруги (750 кВ)

2.2.6 Вибір трансформатора напруги (330кВ)

2.2.7 Вибір трансформатора струму (750 Кв)

2.2.8 Вибір трансформатора струму (330кВ)

2.2.9 Вибір гнучких шин ОРУ-750 кВ

2.2.10 Вибір гнучких шин для осередків ОРУ-750 кВ

2.2.11 Вибір гнучких шин ОРУ-330 кВ

2.2.12 Вибір гнучких шин для осередків ОРУ-330 кВ

Література

1 Визначення потужності дизель-генераторів систем надійного живлення

Потужність дизель-генератора при східчастому пуску асинхронного навантаження вибирають по потужності, споживаної (Р_{потр i}) електродвигунами, підключеними до секції надійного живлення, і зростаючої з пуском чергового щабля. Повинне виконуватися умова

де n_ст – число щаблів пуску; Р_{н дг} – номінальне навантаження дизель-генератора.

Значення Р_потр визначається по номінальній потужності двигуна Р_{дв н}, його коефіцієнту завантаження й КПД

По формулах, визначаються потужності, споживані двигунами по завершенні операції пуску відповідного щабля. У той же час у процесі пуску черги, особливо при проходженні окремими електродвигунами критичного ковзання, величина навантаження на дизель-генератор може короткочасно збільшитися в порівнянні зі сталим режимом. Для дизелів існують заводські характеристики припустимих граничних навантажень.

Визначення навантаження в процесі пуску асинхронних двигунів представляє складне й трудомістке завдання. Пускову потужність двигуна можна оцінити на основі потужності, споживаної в сталому номінальному режимі , коефіцієнтів потужності номінального режиму , при пуску  й кратності пускового струму К _i

 (3.3)

Тоді пускова потужність на кожному із щаблів пуску визначається як сума потужностей, споживаних у сталому режимі раніше запущеними двигунами, і пускової потужності двигунів, що запускаються в даному щаблі. Повинне виконуватися умова

 (3.4)

де Р_{доп дг} – навантаження, що допускається на дизель-генератор у перехідному процесі, як правило, Р_{доп дг} Р_{н дг.}

Значення cos j_пуск визначається з формули

 (3.5)

де К_п – кратність пускового моменту.

Слід зазначити, що пускова потужність, обумовлена по формулі (3.3), є величиною умовної, тому що в процесі пуску напруга знижується.

Розрахунок потужності дизель-генератора доцільно вести в табличній формі. Приклад розрахунку наведений у таблиці 3.1.

Таблиця 1 - Розрахунок потужності дизель-генератор

З таблиці 1 видно, що до установки може бути прийнятий дизель-генератор номінальною потужністю Р_{н дг} = 5600 кВт, що допускає перевантаження 6200 кВт у плині 1 години.

2 Особливості визначення потужності дизель генераторів систем надійного живлення блоків із ВВЕР-1000

Відповідно до основної концепції безпеки експлуатації атомних електростанцій на АЕС повинні бути передбачені автономні системи безпеки в технологічній частині й відповідно автономні системи надійного живлення, що включають у тому числі й автономні джерела живлення - дизель генератори. Вимоги до проектування автономних систем надійного живлення визначаються ПРАВИЛАМИ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ АВАРІЙНОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ АТОМНИХ СТАНЦІЙ. Для блоку з реактором ВВЕР-1000 число таких систем прийнято три. Основними споживачами цих систем є електродвигуни механізмів, що забезпечують розхолоджування реактора й локалізацію аварії в аварійних різних режимах з повною втратою змінного струму (насоси системи аварійного охолодження зони, аварійні живильні насоси, спринклерні насоси й т.п.). У випадку зникнення напруги на секції 6 кВ надійного живлення другої групи або з появою імпульсу по технологічному параметрі «більшу» або «малу» течі в першому контурі або розрив паропроводу другого контуру, живлення на секції надійного живлення подається від генераторів, що підключаються автоматично до них дизель. Кожна із цих систем надійного живлення повинна бути здатна по потужності підключених дизель-генераторів і составу механізмів забезпечити аварійне розхолоджування реактора при будь-якому виді аварії. У таблиці 2 наведений перелік механізмів, що беруть участь у східчастому пуску від генератора системи безпеки.

Таблиця 2 - перелік механізмів, що беруть участь у східчастому пуску

Коефіцієнт завантаження К_згр механізмів із цій таблиці доцільно прийняти К_згр= 0,7-0,8.

Разом з тим, при проектуванні схеми електропостачання власних потреб АЕС повинне бути забезпечене надійне живлення механізмів, які забезпечили схоронність основного встаткування машинного залу й реакторного відділення блоку. Для рішення цього завдання сучасні енергоблоки оснащуються системою надійного живлення загально блокових споживачів. Як аварійні джерела надійного живлення загально блокових споживачів також використовують дизель генератори.

Таблиця 3 - Споживачі загально блокових секцій 6 кВ, BJ, BK.

При зупинці одночасно двох загально блокових секцій (BJ, BK) запускаються два дизелі генератора (дизель генератор свого блоку підключається до однієї секції, дизель-генератор сусіднього блоку підключається через перемичку до другої секції). У випадку не запуску одного із цих генераторів або не включення відповідного вимикача дизель генератора на одну із секцій відбувається включення вимикачів перемички між секціями. Останній режим (один дизель-генератор на обидві секції) приймається в якості розрахункового при виборі потужності загально блокових дизель-генераторів.

Потужність цього дизель генератора повинна бути достатня для включення відповідальних загально блокових механізмів і механізмів машинного залу, що забезпечують аварійне розхолоджування основного встаткування блоку. У таблиці 4 наведений перелік механізмів, що беруть участь у східчастому пуску від загально блокового дизель генератора.

Таблиця 4 - Основні механізми й етапи східчастого прийому навантаження на загально блокових дизель генератор

У цей час на АЕС із реакторами ВВЕР-1000 як автономні джерела живлення споживачів 2 групи надійності використовують автономні досмажування станції АСД-5600. АСД-5600 складається з дизеля 78Г и синхронного генератора СБГД-6300-6МУ3. Генератор має наступні технічні дані:

-  номінальна активна потужність Р_н = 5600 кВт;

-  номінальна напруга U_н = 6300 У;

-  номінальний струм статора I_н = 723 А;

-  номінальні оберти n = 1000 ^про/_хв.

Генератор забезпечує пуск асинхронних двигунів, що викликають раптове збільшення навантаження до 150% з cos . Разом з тим, генератор у будь-якому тепловому стані забезпечує тривалі перевантаження: 10% - 1 година, 25% - 15 хвилин, 50% - 2 хвилини.

2.1 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів к.з. виробляється для вибору або перевірки параметрів електроустаткування, а також для вибору або перевірки релейного захисту й автоматики.

Розглядати будемо перше завдання, де досить уміти визначати струм к.з., що підтікає до місця ушкодження, а в деяких випадках також розподіл струмів у галузях схеми, що безпосередньо примикають до нього. При цьому основна мета розрахунку складається у визначенні струму к.з. для найбільш важкого режиму роботи мережі. Облік роблять приблизно, допускаючи при цьому, що вона має максимальне значення в розглянутій фазі. Допущення, що спрощують розрахунки, приводять до деякого перебільшення струмів к.з. (погрішність практичних методів розрахунку не перевищує 10%), що прийнято вважати припустимим.

Розрахунок струмів при трифазному к.з. виконується в наступному порядку:

а) складається розрахункова схема;

б) за розрахунковою схемою складається електрична схема заміщення;

в) шляхом поступового перетворення приводять схему заміщення до найбільш простого виду так, щоб кожне джерело живлення або група джерел, що характеризує певним значенням результуючої ЕДС, були пов'язані із крапкою к.з. одним результуючим опором Х_рез;

г) визначається початкове значення струму к.з. I_н.о., потім ударний струм і, при необхідності, періодичного й аперіодичну тридцятимільйонного струму для заданого моменту часу t.

Розрахунок струмів короткого замикання для АЕС робимо на

2.2 Вибір високовольтного встаткування й струмоведучих частин головної схеми

Для надійного електропостачання споживачів високовольтна апаратура й струмоведучі частини розподільних пристроїв вибирають так, щоб вони володіли:

Þелектричною міцністю (здатність довгостроково витримувати максимальна робоча напруга й протистояти короткочасним перенапругам);

Þвідповідною навантажувальною здатністю, завдяки якій протікання тривалих (форсованих) струмів навантаження не викликає їхнього ушкодження, прискореного зношування ізоляції, неприпустимого нагрівання;

Þтермічною стійкістю, тобто здатністю короткочасно протистояти термічній дії струмів короткого замикання, не перегріваючись понад припустимі межі;

Þдинамічною стійкістю, що полягає в наявності таких запасів механічної міцності, при яких динамічні зусилля, що виникають між струмоведучими частинами при протіканні по них ударних струмів короткого замикання, не приводять до їхнього ушкодження, самовідключенню контактів апаратів;

Þнеобхідною здатністю, що відключає (для вимикачів високої напруги).

2.2.1 Вибір вимикачів і роз'єднувачів 750 кВ

Обраний тип вимикачів: ВНВ-750-4000-40

Обраний тип роз'єднувачів: РЛНД-750/4000

Таблиця № 2.1 - Вибір вимикачів і роз'єднувачів

2.2.2 Вибір вимикачів і роз'єднувачів 330 кВ

Обраний тип вимикачів: ВНВ-330Б-3200-40В1

Обраний тип роз'єднувачів: РП-330Б-2/3200УХЛ1

Таблиця № 2.2 - Вибір вимикачів і роз'єднувачів

2.2.3 Вибір вимикача навантаження

У генераторному ланцюзі блоку 1000 Мвт між генератором і відгалуженнями до робочих трансформаторів власних потреб (с.н.) установлюємо комплекс агрегатний генераторний КАГ-24-30/30000 на напругу 24 кВ і струмом відключення 30 ка.

Таблиця № 2.3 -

2.2.4 Вибір проводу струму генератор-трансформатор (24 кВ)

Таблиця № 2.4

2.2.5 Вибір трансформатора напруги (750 кВ)

Таблиця № 2.5 - Вибір трансформатора напруги

Таблиця № 2.6 Вторинне навантаження трансформатора напруги

2.2.6 Вибір трансформатора напруги (330кВ)

Таблиця № 2.7 - Вибір трансформатора напруги

Таблиця № 2.8 - Вторинне навантаження трансформатора напруги

2.2.7 Вибір трансформатора струму (750 Кв)

Таблиця № 2.9 - 7 Вибір трансформатора

Таблиця № 2.10 Вторинне навантаження трансформатора струму

Загальний опір приладів:

r_конт=0,1 (Ом), де r_конт — перехідний опір контактів.

Вторинне навантаження:

Опір проводів:

Перетин проведення:

Приймаємо перетин проведення 1,5 мм².

2.2.8 Вибір трансформатора струму (330кВ)

Таблиця № 2.11 - Вибір трансформатора струму

Таблиця № 2.12 - Вторинне навантаження трансформатора струму

Загальний опір приладів:

r_конт=0,1 (Ом), де r_конт — перехідний опір контактів.

Вторинне навантаження:

Опір проводів:

Перетин проведення:

Приймаємо перетин проведення 1,5 мм².

2.2.9 Вибір гнучких шин ОРУ-750 кВ

Таблиця № 2.13 - Вибір гнучких шин

2.2.10 Вибір гнучких шин для осередків ОРУ-750 кВ

Таблиця № 2.14 - Розрахунок виробляється по найбільших параметрах струмів і напруг:

2.2.11 Вибір гнучких шин ОРУ-330 кВ

Таблиця № 2.14 - Розрахунок виробляється по найбільших параметрах струмів і напруг:

2.2.12 Вибір гнучких шин для осередків ОРУ-330 кВ

Таблиця № 2.15 - Розрахунок виробляється по найбільших параметрах струмів і напруг

У даному курсовому проекті виконані основні розрахунки, які забезпечують роботу дизель-генераторів систем надійного живлення на АЕС

Література

1.  «Електрична частина станцій і підстанцій» Підручник/ О.А. Васильєв і ін. - 2-е видання, перероблене й доповнене. – К., 2000

2.  Рожкова Л.Д., Козулін В.С. Електроустаткування станцій і підстанцій. Підручник для технікумів. – К., 2006

3.  Неклепаєв Б.Н., Крючков Н.П. Електрична частина електростанцій і підстанцій. Довідкові матеріали для курсового й дипломного проектування. Підручник. – К., 1989

4.  Двоскин П.Н. Схемы и конструкции распределительных устройств – 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985

5.Гук Ю.Б. и др. Проектирование электрических станций и подстанций. Учебное пособие для ВУЗов /Ю.Б.Гук, В.В. Колтан, С.С.Петров