Выбор схем выдачи мощности электростанции типа АЭС
Выбор схем выдачи мощности электростанции типа АЭС
Министерство образования Украины
Севастопольский институт ядерной энергии и промышленности
Электротехнический факультет
Кафедра эксплуатации электрических станций
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине:
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ И ПОДСТАНЦИИ
Разработал: Бойко В.П.
Проверил: Сиротенко Б.Г.
2002
Cодержание
- Cодержание
- 1. Выбор схемы выдачи мощности электростанции типа АЭС
- 1.1 Исходные данные задания:
- 1.2 Распределение генераторов между РУ ВН и РУ СН
- 1.3 Выбор генераторов и блочных трансформаторов
- 1.4 Выбор АТ
- 1.5 Определение потерь в трансформаторах блоков и АТ
- 1.6 Выбор проводников для ЛЭП на РУ-330 кВ и РУ-750 кВ
- 1.7 Кол-во соединений на РУ-330 кВ и РУ-750 кВ
- 1.8 Выбор вариантов схем РУ всех напряжений
- 1.9 Технико-экономический анализ вариантов схем
- 1.9.1 Определение потерь электроэнергии от потоков отказов элементов схем РУ СН
- 1.9.2 Технико-экономическое сопоставление вариантов рассматриваемых схем
- 2. Проектирование электроснабжения собственных нужд блока АЭС
- 2.1 Схемы электроснабжения потребителей собственных нужд
- 2.1.1 Принципы построения схемы
- 2.1.2 Классификация потребителей по надежности питания
- 2.1.3 Сети и питающие напряжения
- 2.1.4 Источники питания
- 2.1.5 Присоединение трансформаторов собственных нужд
- 2.1.6 Питание потребителей III группы секций нормальной эксплуатации
- 2.1.7 Питание потребителей II группы надежности общеблочных секций
- 2.1.8 Питание потребителей I группы надежного питания 0,4 кВ
- 2.1.9 Схема постоянного тока
- 2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд
- 2.2.1 Общие положения
- 2.2.2 Выбор трансформаторов 6/0.4
- 2.2.3 Выбор трансформаторов 24/6,3-6,3 кВ
- 2.2.4 Выбор резервных трансформаторов собственных нужд 330/6,3-6,3 кВ
- 2.3 Расчет самозапуска электродвигателей собственных нужд на 6 кВ блока
- 2.3.1 Основные положения
- 2.3.2 Расчетные и допустимые условия режима самозапуска
- 2.3.3. Расчет начального напряжения режима самозапуска
- 2.4 Расчет токов КЗ на шинах собственных нужд
- 2.4.1 Расчёт токов короткого замыкания в сети 6 кВ
- 2.4.2 Расчёт токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ
- 2.5 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей РУ собственных нужд
- 2.5.1 Элементы КРУ 6 кВ
- 2.5.2 Расчётные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы
- 2.5.3 Выбор КРУ-6 кВ
- 2.5.4 Выбор выключателей КРУ-6 кВ
- 2.5.5 Выбор измерительных трансформаторов
- 2.5.6 Выбор токоведущих частей в цепи трансформатора ТРДНС-63000/35
- 2.5.7 Выбор кабелей 6 кВ
- 2.5.8 Выбор элементов КРУ 0,4 кВ
- 3. Определение мощности дизель-генераторов систем надежного питания
- 3.1 Определение мощности дизель-генераторов систем надежного питания
- 3.2 Особенности определения мощности дизель генераторов систем надежного питания блоков с ВВЭР-1000
- 4. Расчет токов короткого замыкания и выбор высоковольтного оборудования и токоведущих частей главной схемы
- 4.1 Расчет токов короткого замыкания
- 4.2 Выбор высоковольтного оборудования и токоведущих частей главной схемы
- 4.2.1 Выбор выключателей и разъединителей 750 кВ
- 4.2.2 Выбор выключателей и разъединителей 330 кВ
- 4.2.3 Выбор выключателя нагрузки
- 4.2.4 Выбор токопровода генератор-трансформатор (24 кВ)
- 4.2.5 Выбор трансформатора напряжения (750 кВ)
- 4.2.6 Выбор трансформатора напряжения (330кв)
- 4.2.7 Выбор трансформатора тока (750 Кв)
- 4.2.8 Выбор трансформатора тока (330кВ)
- 4.2.9 Выбор сталеалюминевых гибких сборных шин ОРУ-750 кВ
- 4.2.10 Выбор сталеалюминевых гибких шин для ячеек ОРУ-750 кВ
- 4.2.11 Выбор сталеалюминевых гибких сборных шин ОРУ-330 кВ
- 4.2.12 Выбор сталеалюминевых гибких шин для ячеек ОРУ-330 кВ
1. Выбор схемы выдачи мощности электростанции типа АЭС
1.1 Исходные данные задания:
Выполнить проект изменения электрической части Запорожской АЭС.
исходные данные задания сведены в таблицу №1.
Тип электростанции и число установленных на ней генераторов
|
Данные РУ высшего напряжения
|
Данные РУ среднего напряжения
|
|
|
напряжение, кВ
|
мощность к.з. от системы, МВА
|
Напряже
ние, кВ
|
нагрузка, МВт
|
мощность к.з. от системы, МВА
|
|
АЭС 71000 МВт
|
750
|
14000
|
330
|
3800/3200
|
12000
|
|
|
Количество ЛЭП на напряжение 750 кВ 4, длиной 300 км.
Количество ЛЭП на напряжение 330 кВ 5, длиной 30 км.
Время использования максимальной нагрузки Тнагр.мах=6000 часов.
Время использования установленной мощности генераторов Тг.уст.=7200 часов.
Максимальная активная мощность, отдаваемая в энергосистему 7000 МВт.
1.2 Распределение генераторов между РУ ВН и РУ СН
Схема выдачи мощности определяет распределение генераторов между РУ разных напряжений, трансформаторную и автотрансформаторную связь между РУ, способ соединения генераторов с блочными: трансформаторами, точки подключения пускорезервных и резервных трансформаторов собственных нужд.
Обычно к РУ среднего напряжения (СН) подключается столько генераторов, сколько необходимо, чтобы покрыть нагрузку в максимальном режиме. Остальные подключаются к РУ высшего напряжения (ВН), т.е.:
nг-сн = Рнг max / Рг = 3800/1000 4
где:Рнг max - максимальная нагрузка РУ СН;
Рг - мощность одного генератора;
nг-сн - число генераторов, подключенных к РУ СН.
1.3 Выбор генераторов и блочных трансформаторов
Согласно задания выбираем генераторы проектируемой станции (выбираются по активной мощности):
Выбираем по (Л.3) генератор ТВВ-1000-4
Генератор
|
Ном. частота вращения, об/мин
|
Номинальная мощность
|
Ном. напряжение, кВ
|
Cos ном.
|
Ном. ток, кА
|
х”
|
Та
|
|
|
|
S, МВА
|
Р, МВт
|
|
|
|
|
|
|
ТВВ-1000-4
|
1500
|
1111
|
1000
|
24
|
0,9
|
26,73
|
0,324
|
0,25
|
|
|
Согласно задания выбираем по (Л.3) блочные трансформаторы:
Sбл. расч. = 1,05 Sг = 1,05 1111 = 1166,55 МВА
По литературе (3) выбираем ОРЦ-417000/750 и ТЦ-1250000/330
Тип трансформатора
|
Sн, МВА
|
Рхх, кВт
|
Рк, кВт
|
НН, кВ
|
uкВН-НН, %
|
uкСН-НН, %
|
Iхх
|
|
ОРЦ 417000/750
|
3 417
|
3 320
|
3 800
|
24
|
14
|
45
|
0,35
|
|
ТЦ 1250000/330
|
1250
|
500
|
2800
|
24
|
14,5
|
--
|
0,55
|
|
|
1.4 Выбор АТ
Исходные данные для расчета приведены в таблице №1.
Полная мощность генератора Sг равна:
Sг = Рг / cos = 1000 / 0,9 = 1111 МВА
Так как нагрузка собственных нужд (с.н.) Sсн не задана, то задаем ее сами из расчета 4-6% от мощности генератора:
Sсн = Sг 5% / 100% = 1111 5% / 100% = 55,55 МВА
Максимальная полная мощность РУ СН:
Sн max = Р Снmax / cos = 3800 / 0,85 = 4470,59 МВА
Минимальная полная мощность РУ СН:
Sнг min = Р Сн min / cos = 3200 / 0,85 = 3764,7 МВА
Рассмотрим два варианта схем:
Рис.1 3 блока на СН и 4 блока на ВН
Рассматриваем 1-й вариант: 3 блока на СН и 4 блока на ВН.
SП min = SГсн - Sнг min - Sсн = 3333 - 3764,7 - 166,65 = -598,35 МВА
SП max = Sн max - SГсн + Sсн = 4470,59 - 3333 + 166,65 = 1304,24 МВА
Sпа = Sн max - (SГсн - Sг1)+ Sсн = 4470,59 - (3333 - 1111)+ 166,65 = 2415,24
МВА
где:
Sсн-- мощность собственных нужд;
Sг1-- мощность одного генератора;
SП min-- минимальная мощность перетоков РУ СН РУ ВН;
SП max-- максимальная мощность перетоков РУ СН РУ ВН;
Sпа-- мощность перетоков РУ СН РУ ВН при отключении одного блока;
SГсн-- суммарная мощность генераторов на СН;
Sнг min-- минимальная мощность нагрузки на генераторы СН;
Sн max-- максимальная мощность нагрузки на генераторы СН.
Рассматриваем 2-й вариант: 4 блока на СН и 3 блока на ВН.
SП min = SГсн - Sнг min - Sсн = 4444 - 3764,7 - 222,2 = 457,1 МВА
SП max = Sн max - SГсн + Sсн = 4470,59 - 4444 + 222,2 = 248,79 МВА
Sпа = Sн max - (SГсн - Sг1)+ Sсн = 4470,59 - (4444 - 1111)+ 222,2 = 1359,79
МВА
Рис.1 4 блока на СН и 3 блока на ВН
Выбираем 2-й вариант: 4 блока на СН и 3 блока на ВН, т.к. согласно расчета во втором варианте максимальные мощности перетоков РУ СН РУ ВН в аварийном режиме (отключение одного блока) оказались ниже почти вдвое по значению по отношению к первому варианту, что обуславливает выбор АТ из Л.3.
Рассчитываем мощность АТ:
SаТ расч. = 1359,79 МВА
По литературе (3) выбираем 1 группу однофазных АТ: АОДЦТН-417000/750/330
Sн = 3 417 МВА;ВН = 750/ кВ;СН = 330/ кВ
1.5 Определение потерь в трансформаторах блоков и АТ
Определяем потери в автотрансформаторе.
Величина потерь в трехфазной группе однофазных двухобмоточных трансформаторов определяется по формуле:
МВтч/год
где:
n -- число параллельно работающих трансформаторов;
Sn -- номинальная мощность трансформатора;
Snmax -- максимальная нагрузка трансформатора по графику;
Рхх, Ркз -- потери мощности одного трансформатора мощностью Sn;
ТГ -- число часов использования мощности (7200 часов);
max -- время наибольших потерь (1% от ТГ).
Определяем потери в трансформаторах блока:
Величина потерь в трехфазном двухобмоточном трансформаторе определяется по формуле:
на напряжение 330 кВ:
МВтч/год
на напряжение 750 кВ:
МВтч/год
1.6 Выбор проводников для ЛЭП на РУ-330 кВ и РУ-750 кВ
Выбор проводников для ЛЭП на РУ-330 кВ:
где: n - количество линий.
По Л.3 выбираем сталеалюминевый проводник АС 400/51
Iдоп. = 835 А.
Выбор проводников для ЛЭП на РУ-750 кВ:
где: n - количество линий.
По Л.3 выбираем сталеалюминевый проводник АС 400/51
Iдоп. = 835 А.
1.7 Кол-во соединений на РУ-330 кВ и РУ-750 кВ
В виду того, что группы РТСН питаются от ОРУ-330 и 150 кВ Запорожской ТЭС, находящейся в 2-х км от АЭС, то на РУ-330 кВ и РУ-750 кВ АЭС мы их не учитываем.
Кол-во соединений на РУ 750 кВ:
n = nЛЭП + nг + nпртсн + nсекц. + nат = 4 + 3 + 0 + 0 + 1 = 8
Кол-во соединений на РУ 330 кВ:
n = nЛЭП + nг + nпртсн + nсекц. + nат = 5 + 4 + 0 + 0 + 1 = 10
1.8 Выбор вариантов схем РУ всех напряжений
Схемы распределительных устройств (РУ) повышенных напряжений электрических станций выбираются по номинальному напряжению, числу присоединений, назначению и ответственности РУ в энергосистеме, а также с учетом схемы прилегающей сети, очередности и перспективы расширения.
Схемы РУ напряжением 35 - 750 кВ должны выполнятся с учетом требований и норм технологического проектирования.
При наличии нескольких вариантов схем удовлетворяющих перечисленным выше требованиям предпочтение отдается:
- более простому и экономичному варианту;
- варианту, по которому требуется наименьшее количество операций с выключателями а разъединителями РУ повышенного напряжения при режимных переключениях вывода в ремонт отдельных цепей и при отключении поврежденных участков в аварийных режимах.
Рассмотрим основные виды схем, применяемые в схемах РУ330/750 кВ.
Схема №1. Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи (3/2).
Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи (сх.1). В распределительных устройствах 330 - 750 кВ применяется схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи. Каждое присоединение включено через два выключателя В нормальном режиме все выключатели включены, обе системы шин находятся под напряжением Для ревизии любого выключателя отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя Количество операций для вывода в ревизию - минимальное, разъединители служат только для отделения выключателя при ремонте, никаких оперативных переключении ими не производят Достоинства рассматриваемой схемы:
- при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе;
- высокая надежность схемы;
- опробование выключателей производится без операций с разъединителями. Ремонт шин, очистка изоляторов, ревизия шинных разъединителей производятся без нарушения работы цепей;
- количество необходимых операций разъединителями в течении года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъединителей и сборных шин значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и обходной системами шин.
Недостатки рассматриваемой схемы:
- отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличивает общее количество ревизий выключателей;
- удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, так как одна цепь должна присоединяться через два выключателя;
- снижение надежности схемы, если количество линий не соответствует числу трансформаторов. В данном случае к одной цепочке из трех выключателей присоединяются два одноименных элемента, поэтому возможно аварийное отключение одновременно двух линий;
- усложнение релейной защиты;
- увеличение количества выключателей в схеме.
Схема №2. Схема с двумя системами шин и четырьмя выключателями на три цепи.
Схема с двумя системами шин и с четырьмя выключателями на три присоединения (сх.2). Наилучшие показатели схема имеет, если число линий в 2 раза меньше или больше числа трансформаторов.
Достоинства схемы:
- схема 4/3 выключателя на присоединение имеет все достоинства присущие полуторной схеме;
- схема более экономична по сравнению с полуторной схемой (1,33 выключателя на присоединение вместо 1,5);
- секционирование сборных шин требуется только при 15 присоединениях и более;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|