Проектирование электрической части атомных электростанций (стр. 4 из 11)
где Ен – нормативный коэффициент эффективности, Ен = 0,12,
а – норма амортизационных отчислений, а = 0,064,
в – норма отчислений на обслуживание, в = 0,02,
К – капитальные затраты, тыс.грн.,
У – ущерб от недостатка электроэнергии (в курсовом проектировании не учитывается).
Выбор схемы РУ ВН:
Ранее определили, что к РУ ВН присоединено 4 генератора, дано 4 ЛЭП и 1 присоединение для АТ. Т.о., РУ ВН имеет 9 присоединений.
Рассмотрим схему 3/2 выключателя на присоединение.
Рис 4.1. Схема 3/2 выключателя на присоединение
Нетрудно заметить, что наиболее нагруженной по току в нормальном режиме будет цепочка, состоящая из одного генератора и одной ЛЭП и ток в ней будет равен:
Imax=IГ+Iлэп=0,809+0,924=1,733 кА
Для схемы необходимо 14 выключателей. Выбираем воздушные наружной установки выключатели типа ВНВ – 750А–63/3150 У1. Капитальные затраты: Стоимость ячейки - К = 1080,6 тыс.грн. Общая стоимость - КΣ = 14 · 1080,6 = 15128.4 тыс.грн. Приведенные затраты: Зпр1 = (0,12 + 0,064 + 0,02) · 15128.4 = 3086.19 тыс.грн. Рассмотрим схему 4/3выключателя на присоединение.
Рис.4.2. Схема 4/3 выключателя на присоединение
Imax= IГ +2* Iлэп = 0.809 +2* 0.924 = 2,657 кА
Для схемы необходимо 12 выключателей. Выбираем воздушные наружной установки выключатели типа ВНВ – 750А–63/3150 У1
Капитальные затраты: Стоимость ячейки - К = 1080,6 тыс.грн.
Общая стоимость - КΣ = 12 · 1080,6 = 12967.2 тыс.грн.
Приведенные затраты: Зпр2 = (0,12 + 0,064 + 0,02) · 12967.2 = 2645.3 тыс.грн. Т.о. исходя из полученных значений приведенных затрат очевидно, что для схемы РУ ВН более выгодной является схема 4/3,т.к. Зпр2 < Зпр1.
Выбор схемы РУ СН:
Ранее определили, что к РУ СН присоединено 5 генераторов, дано: 5 ЛЭП и 1 присоединение для АТ, а также РТСН 3 присоединения. Т.о., РУ СН имеет 14 присоединений. Такое количество присоединений требует секционирования сборных шин РУ.
Рассмотрим схему 3/2 выключателя на присоединение.
Рис 4.3 Схема 3/2 выключателя на присоединение
где Smax=Pmax/cosφн=4800/0,9=5333.33 BAОчевидно, что максимальный номинальный ток в этой схеме будет в цепи содержащей один генератор и одну ЛЭП. В этом случае максимальный ток будет равен:
Imax=IГ+Iлэп=1.839 + 1.86= 3.707 кА
Для схемы необходимо 23 выключателя. Выбираем воздушные наружной установки выключатели типа ВНВ-330А-63/4000У1
Капитальные затраты: Стоимость ячейки - К = 631.8 тыс.грн. Общая стоимость - КΣ = 23 · 631.8 = 14531.4 тыс.грн. Приведенные затраты: Зпр1 = (0,12 + 0,064 + 0,02) · 14531.4 = 2964.405 тыс.грн. Рассмотрим схему 4/3 выключателя на присоединение. Номинальный ток выключателей определяется режимом ремонта одного из выключателей, примыкающего к шинам, когда возможно протекание по некоторым выключателям суммарного тока трёх присоединений, например, тока генератора и двух ЛЭП: Imax=IГ +2 IЛЭП где
Рис.4.4. Схема 4/3 выключателя на присоединение
где Smax=Pmax/cosφн=4800/0,9=5333.33 BA
ТогдаImax= IГ + IЛЭП+IАТ= 1.839 +1.86+1.043 = 4.74 кА
Так как современная промышленность производит выключатели данного напряжения только на номинальный ток до 4 кА, то целесообразно схему 4/3 дальше не рассматривать.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД БЛОКА
3.1 Характеристика потребителей собственных нужд
Характерная особенность схемы электроснабжения собственных нужд (с.н.) АЭС – повышенные требования к надежности питания приводов механизмов, обеспечивающих безопасность АЭС. Механизмы с.н. АЭС относятся согласно ПУЭ к потребителям 1-ой категории и делятся на три группы:
Потребители 1 группы – это потребители, не допускающие перерыва питания более чем на доли секунды во всех режимах и требующие обязательного наличия питания после срабатывания аварийной защиты реактора; к ним относятся:
а) потребители, допускающие перерыв питания не более чем на доли секунды и требующие длительное время надежного питания после срабатывания АЗ реактора (системы КИП и А, приборы технологического контроля, системы дозиметрии, потребители постоянного тока и постоянно - горящая часть аварийного освещения);
б) потребители, допускающие перерыв питания не более чем доли секунды, но не требующие длительное время питания после срабатывания АЗ реактора (электроприводы задвижек и отсечной арматуры, БРУ-К);
в) потребители, требующие при переходных режимах в энергосистеме гарантированного питания в течение 2-х секунд для предотвращения срабатывания АЗ реактора (электромагниты приводов СУЗ, удерживающие стержни управления в заданном положении).
Потребители 2 группы
– допускают перерыв питания на время, определяемое условиями безопасности (от десятков секунд до нескольких минут) и требуют обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора (насосы аварийного охлаждения зоны, спринклерные насосы, маслонасосы турбины и уплотнения вала генератора). Для питания этих потребителей применяют дизель - генераторы.
Потребители 3 группы – не предъявляют к надежности более высокие требования, чем к питанию ответственных потребителей с.н. АЭС (конденсаторные и циркуляционные насосы).
3.2 Сети питания потребителей с.н.
На АЭС должны предусматриваться следующие сети электроснабжения потребителей с.н.:
а) Сети 6 кВ и 0,4 кВ, 50 Гц надежного питания потребителей 2 группы;
б) Сеть 0,4 кВ, 50 Гц надежного питания потребителей 1 группы;
в) Сеть 220 В, 110 В, 48 В, 24 В постоянного тока для питания потребителей, не допускающих перерыв питания или допускающих кратковременный перерыв в питании;
г) Сеть 6 кВ и 0,4 кВ, 50 Гц для питания потребителей, которые не предъявляют специальных требований к питанию, т. е. потребителей 3 группы.
3.3 Схемы электрических соединений с.н.
Для потребителей С.Н. АЭС должно предусматриваться нормальное рабочее и резервное питание от рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд и аварийных источников питания. В качестве аварийных источников питания применяются:
аккумуляторные батареи (АБ) и АБ со статическими преобразователями;
автоматизированные дизель – генераторы (ДГ) и газотурбинные установки.
3.3.1 Схема электрических соединений 6 кВ для потребителей 3 группы надежности
Сборные шины 6 кВ для потребителей 3 группы разделены на секции, количество которых выбирается, в зависимости от количества ГЦН первого контура и от количества трансформаторов с.н. (ТСН). Каждая секция присоединяется к рабочему источнику через свой выключатель. Для реакторной установки ВВЭР – 1000 устанавливают 4 таких секции – ВА, ВВ, ВС, ВД. Рабочее питание этих секций осуществляется от ТСН, в качестве которых целесообразно использовать трансформаторы с расщепленными обмотками низкого напряжения. На каждую из этих секций предусматривается ввод от магистралей резервного питания BL, BM, BN, BP, подключенных к резервным ТСН.
3.3.2 Схема электрических соединений 0,4 кВ для потребителей 3 группы надежности
Потребители секции 0,4 кВ 3 группы надежности получают питание от шин 6 кВ 3 группы надежности через понижающие трансформаторы 6,3 / 0,4 кВ. Мощность этих трансформаторов не должна превышать 1000 кВ*А при Uк = 8%. Каждая из секций 0,4 кВ должна иметь два источника питания: рабочий и резервный. В качестве рабочего источника используется отдельный трансформатор или общий для двух секций. В качестве резервного источника – либо отдельный резервный трансформатор, либо взаимное резервирование 2-х рабочих трансформаторов. В последнем случае между секциями должен быть предусмотрен секционный автомат с АВР.
3.3.3 Схемы электрических соединений 6 кВ и 0,4 кВ для потребителей 2 группы надежности
На АЭС должны быть предусмотрены автономные системы безопасности в технологической части и автономные системы надежного питания на напряжениях 6 кВ и 0,4 кВ, включающие распределительные устройства и автономные источники питания (ДГ).
Питание потребителей 6 кВ второй группы надежности (система безопасности)
Для питания потребителей 6 кВ и трансформаторов 6 / 0,4 кВ, 6 / 0,23 кВ 2 группы надежности предусмотрены секции 6 кВ, количество которых должно соответствовать числу каналов системы безопасности: для ВВЭР – 1000 – 3 секции (BV, BW, BX). Каждая из этих секций подключается к рабочему источнику питания (блочной секции 6 кВ 3 группы надежности) через два выключателя. Основные потребители секций BV, BW, BX: насосы аварийного охлаждения зоны, аварийные питательные насосы, спринклерные насосы и т. п.