Проектирование. николаев ворд. Выбор и компоновка силового электрооборудования аэс

• Название: Выбор и компоновка силового электрооборудования аэс
• Анкор: Проектирование
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 330.94 Kb.
• Имя файла: николаев ворд.docx
• Тип: Курсовая; #373210

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

филиа. I федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Мурманский арктический государей венный университет» в г. Апатиты

(филиал МАГУ в г. Апатиты)

КАФЕДРА ФИЗИКИ. БИОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Электрооборудование тепловых и атомных станций»
на тему:

«Выбор и компоновка силового электрооборудования АЭС»

Выполнил обучающийся 3 курса

группы ЗБЭЭ-ВЭЭ АФ, (очная форма обучения) Гришанов Роман Витальевич

Руководитель.

Сергиянский Евгений Васильевич

Задание по теме
«Электр сюгюрудование АЭС»

Гема: «Выбор и компоновка си ними о hiekipoooopx низании СЭС»

Заданы тип реактора, количество и мощность реакторных установок на АЭС, распре (слепне количества РУ для выдачи мощностей, в )лек ipo терт одическую систему на заданных напряжениях.

I рейх стен

1 Выирать силовое электрооборудование на АЭС (турбогенераторы, трансформаторы и автотрансформаторы).

2.(оставить электрические схемы блоков и открытых распределительных устройств (OFУ) высокого, среднего и низкого напряжений

.'.Определить значения токов и напряжений при нормальной эксплуатации и в аварийных режимах.

4. 
   Выбрать высоковольтные аппараты коммутации и защиты главной схемы гиг АЭС (выключатели и разъединители).
   
5. 
   Результаты Р» Р оформить в виде пояснительной записки.
   

Таблица вариантов расчетно-графической работы по дисциплине « Эл ектр ооборудован не эл ектр г г ч ески х ста и ци й »

Вар	А К' .МВТ)	Тип peakзорной установки	Напряжение (кВ)			ФИО студента	Примечание
			ОРУ- ВН	ОРУ- CI 1	О РУ­ ИН
4	А ЭС. - 4ЧЮ	МКЭР- 1500	750	330	ПО		\п

Примечание: в последнем столбце дробью указано количество РУ . подключенных к ОРУ - ВН и к ОРУ - СП соот ветственно

Список принятых обозначений

Список пр инятых обозначений

АТ — автотрансформатор;

АЭС — атомная электростанция;

ЬН — реактор на быстрых нейтронах;

ВЛ - воздушная линия;

ВН - высокое напряжение;

Г — генератор;

ЛК - кабельная линия;

НН - низкое напряжение;

ОРУ - откр ытое р аспределител ы-юе у стр ойство;

ПС - подстанция;

РУ — распределительное устройство;

СН - среднее напряжение;

Т -трансформатор;

ТП — трансформаторный пункт;

ТСН — трансформатор собственных нужд

СОДЕРЖАНИЕ


........rTVPCTRO науки и высшего образования

Введение

Нашей целью является проектирование электрооборудования АЭС- 4500 МВт. Выдача мощности производится на напряжениях 750,330 и ! 10 кВ.

1 лавная схема электрических соединений представляет собой совокупность основногоэлекгрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии электропередачи), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями. Схема электрических соединений собственных нужд есть не что иное, как главная схема электрических соединений, относящаяся к потребителям собственно электростанции. Схема присоединения АЭС к энергосистеме должна обеспечивать в нормальных исходных режимах выдачу полной введенной мощности АЭС и сохранение устойчивости ее работы в энергосистеме без воздействия противоаварийной автоматики при отключении любой отходящей линии или трансформатора связи.

В ремонтных режимах, а также при отказе выключателей или устройств релейной защиты, устойчивость АЭС должна обеспечиваться действием противоаварийной автоматики на разгрузку АЭС. Учитывая эти требования, на АЭС, связь с энергосистемой осуществляется не менее чем тремя линиями.

1. Основная часть

1 Л .Структурная схема электрооборудования АЭС



Рис 1 - Структурная схема проектируемой АЭС

1.2 Выбор Iу pool енераюров. блочных трансформа горов и автотрансформаторов свяш.

Выбор гурботенера горов

По заданию активная мощность АЭС составляет 4500 MBi Для установки выбираете^ 6 турбогенераторов мощностью 1000 MBi каждый.

По заданной активной мощнопн генератор Рг = 1000 MBi м катал о ж и ы м дани ы м:

Рг - 1000 МВт - номинальная активная мощность;

Sr = 1111 МВт - полная мощность

Коэффициент запаса турбогенератора

К _{= = 0 Л1}

s_r

Выбор блочных трансформаторов

По полной мощности турбогенератора выбираем блочные трансформаторы

- для ОРУ-750 3-х однофазных двухобмоточных трансформаторов ОРЦ-

41 7000/750-УI

1111 <1251

- для ОРУ-ЗЗО 2-х трехфазных двухобмоточных трансформатора ТДЦ- 630000/330

1111 < 1260

По справочным данным определим потери холостого хода и короткого замыкания (%) для ОРЦ-417000, 750

Sh=4I7* 10^л6ВА

Р\ - 400 кВт

Pk = S00 кВт

Uk 14%

1х == 0,3 %

Uh ^г 750 кВ

1. 
   11роизводим расчет ак тивного сопротивления трансформатора:
   

_{Дт =} ^₁₀з ₌ И00..^30..03_{)Ч(р = 2588Ом}

2. 
   Находим реактивное сопротивление высокой стороны:
   

Х_{т =} ! о ₌ о.и(зз.,х,оз_)г , _{= х}

' Sfj (630Х10⁶)²

3. 
   Рассчитываем реактивные потери трансформатора:
   

. „ /уХ5.. 0,35x41 7 X 1 О⁶ . .._г, .

д/Э = ₌ -J = 1,251 М ВАр

^ХЛ 100 100 ¹

4. 
   Находим потери полной мощности:
   

Д5_Х = VaP_x² + AQx = 1284,9 кВА

По справочным данным определим потери холостого хода и короткого замыкания (%) для ТДЦ-630000/330

Sn=630* Ю⁶ В А

Рх = 405 кВ г

Рк= 1300 кВт

Uk = 1 1%

1х= 0,35%

Un = 330 кВ

1. 
   Производим расчет активного сопротивления трансформатора:
   

= 356 J кОм ^т £

2. 
   Находим реактивное сопротивление высокой стороны:
   

X _]5х ю-5_Ом

¹ S*

2. 
   Рассчитываем реактивные потери трансформатора:
   

^{&Qx =} 7^7 = 2,205 МВАр

2. 
   Находим потери полной мощности трансформатора:
   

&S_X = J&P² + Д(2х = 2241,8 кВА

Выбор автотрансформаторов связи

AS* = /АД² + A(?² ₌ 484,06 MBA

Р_г 1200 „ „

COSCD = —= — 0,9

S_r 1333

Собственные нужны АЭС составляют5% от вырабатываемой мощности

Находим активную мощность собственных нужд:

Р_сн =0,05хР_г = 0,05 x 1200 = 50 МВт

Находим полную мощность собственных нужд:

5_СН =-^- = 55,56 MBA

^сн cos


Рассчитываем реактивную мощность собственных нужд:

= 24,22 МВАр

Находим переток мощности генератора:

Сен = Ан - /’сн = 1238,52 MBA

По выходным данным с учетом Ubh=750 кВ и Uch=33O кВ и по перетоку мощности 1238,52 MBA, протекающей через АТ связи, выбираем 3 автотрансформатора АОДЦТН-333000/750/330 с параметрами:

Shom - 4*333 (>= 1238,52 MBA)

lx = 0,35%

Uk 6H = 10%

Uk ch = 17%

U bh = 750 кВ

Uch = 330 кВ

Px = 250kBt

Pk= 580 кВт

Собственные нужды атомной электростанции составляют 5%

1. 
   Производим расчет активного сопротивления автотрансформатора:
   

/?_{т =} ю³ _ 2942,13 Ом

•Si

Rtb = Rtcp = Rth= 0,5 Rt

Rtb =0,5 Rt= 1471,065 0m

Ub = 0,5 Ubh = 375 кВ

U ch = 0,5 Uch = 165 кВ

2. 
   Находим реактивное сопротивление:
   

/?_т = 10³ = 5,07 х 10-' Ом

jj- -£^01 ю =1.67 х Ю-'Ом

2. 
   Рассчитываем реактивные потери автотрансформатора:
   

&Q_X = ^ = 1,165 МВар

2. 
   Находим потери полной мощности трансформатора:
   

Д$> = JAP? + Д()* = 1189,5 кВА

1.2. Расчет токов короткого замыкания:



1. С 24 кВ на 750 кВ

Ш = 24кВ

U2 = 750 кВ

Хс = 0,25 Ом

Sh = 417*10⁶BA

Uк = 11 %

S_C=S₆=1251 MBA

1) Базисные напряжения и_в} = 1,05 х U. = 25,2 кВ U₆₂ = 1,05 xU₂ = 787,5 кВ

2) Базисные токи

/_б = = 28661 А

⁶¹ V3X(7₆₁

3) Базисные сопротивления

Х_с& = ^х - = 0,25 Ом

4) Токи короткого замыкания

К = 4,15

К = 2,9

К = 2,45

/₀ = K_t(0) х /_б1 = 118,94 х 103 А

/_{0 2} = /f_t(0,2) х /_б1 = 83,11 х 103 А

/„ = к.М х /_б) = 70,21 х Ю³ А

2. 
   Расчет ударных токов
   

I" = ₌ ] 14,644 х Ю³ А

*с_б

/_уд = 0,2 х V2 х 1"= 32,42 х 10³ А

6) Расчет мощности короткого замыкания

S_o = K_t (0) х S_c =5191,65 MBA

S₀₂ = K_t(0,2)xS_c =3627,9MBA

S_m = KUoo) x S_c =3064,95 MBA

7) Расчет рабочего тока




/ — ^r

Р^аб

= cS55.24A



2. С 24 кВ на 330 кВ

U I = 24 кВ

112= 330 кВ

Хс = О,25

Sh=630x К)⁶ В А

Uk = 11%

Sc= S6= 1260 MBA

1. 
   Базисные напряжения
   

U_6i = 1,05 x ^=25,2 кВ

6/_б2 = 1,05 х U₂ = 349,65 кВ

2. 
   Базисные токи
   

/_б =^ = 28,86 х|0³А

¹ Лхи_б1

/_бэ = -== 2,08 х10³А

^б2 Узху_б2

2. 
   Базисные сопротивления
   

Х_г = Х_сх =0,25 Ом

^С $б

х_с= х_сх = 0,22 Ом

^{Сб L} s₆

2. 
   Токи короткого замыкания
   

К = 4,1 5

К = 2,9

К = 2,45

/₀ = /СДО) х /_6i I 19,76 х | О³ А

/_0>2 = /C_t(0,2)x/_6i =83,69 х 10³ А

/„ = К,(оо)х/_6| =70,.7x10’А

2. 
   Расчет ударных токов
   

/" = ^1=Н5.44х|0’А

^х>.>

/_ул = 0,2 • х/2 • I" =32.65 х ю’ А

2. 
   Расчет мощности короткого за мыкан ня
   

5₍₎ = /С,(0) х S_c = 5229 MBA

5_{0 2} = /<_£(0,2) х 5_t. = 3654 MBA

5'^ = K_t(оо) х S_c = 3087 MBA

2. 
   Расчет рабочего тока
   

/ = —Д—= | 94х | О'А

^|Wt) 7зх(/„

3. С 750 кВ на 330 кВ (Зх АОДЦТН-333000/750/330)

U I = 750 кВ

02=330 кВ

Хе =0,25

Sn = 330* 10⁶ВА

U к = 10%

Sc=S6 = 1238,52 MBA

1) Базисные напряжения

U_6i = 1,05 х U_t = 787,5 кВ

U_&2 = 1,05 х U₂ = 349,65 кВ

2. 
   Базисные токи
   

/_б, = -=2^ = 0,9 X 10³А

‘ Л х U_6i

/_б2 = -7=-^ = 2,04 X 10³ А

² /3 X U_c>2

2. 
   Б а з I f с н ы е с о н р о г и в j 1 е н 11 я
   

А'с. = ^х 7 = 0.25 Ом

^х-⁼То^⁰’^370м

4) 1 оки короткогозамыкания К-4,15

К = 2,9

К =2,45

wnitTO ОБРАЗОВАНИЯ

/₀ =^(0)х/_б1 = 3,75 х ЮЗА

/_{0 2} = K_t(0,2) X /_б1 = 2,62 х 103 А

/оо = X/₆, =2,21x10-1 А

2. 
   Расчет ударных токов
   

= ^1,22x103 = 3,6 х I О³ А

*С_б 0,2 5

/_уд = 0,2 х V2 х /" = 1,018 хЮ’А

2. 
   Расчет мощности короткого замыкания
   

S_o = K_t(0) xS_c = 1,92 х 1668 =5 139,8 MBA

So,₂ = K_t(0,2)xS_c = 1,5 x 1668= 3591,7 MBA S_x = K_t(oo) xS_c = 1,75 x 1668 = 3034,3 MBA

2. 
   Расчет рабочего тока
   

^Zpa_fi=i=l-94X ЮЗА

лппггл ОБРАЗОВАНИЯ

4. 
   Выбор высоковольтных аппаратов коммутации и защиты на АЭС.
   

Полный выбор выключателей, разъединителей, ячеек КРУ включает в себя проверки по многочисленным критериям, для использования которых необходимо рассчитать не только периодическую составляющую тока КЗ в начальный момент времени

Поскольку изложение методики расчета данных величин не входит в курс лекций, выбор выключателей производим упрощенно но кр итер иям, приведенным в табл .3.

Таблица 1. Критерии выбора выключателей

Критерий выбора	Пар аметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
По номинальному напряжению	Uh- номинальное напряжение	15эу - номинальное напряжение эл ектр оу ста новки	Uh > Uoy
По номинальному току	1н— номинальный ток	1раб - рабочий ток электроустановки	1н > 1раб
По электр одинамиче ской стойкости	1ДИН - предельный сквозной гок (наибольший пик)	1уд - ударный ток КЗ	1Дин > 1уд

Таблица 2. Критерии выбора разъединителей

Критерий выбора	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
По номинальному напряжению	Uh- номинальное напряжение	Uэу - номинальное напряжение элекгроустановки	Un>lhy
По номинальному току	1и номинальный ток	1раб - рабочий ток электроустановки	1н > 1раб
По электродинамичс ской стойкости	шин - предельный сквозной ток	iya - ударный ток КЗ	шин > |уд

Дальнейший выбор коммутационной аппаратуры представлен в табличном виде.

Выбор выключателей РУ высокого напряжения

Таблица 3. Выбор выключателей 750 кВ (ВВБ-750-40/3150УI)

Критерии выбора	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
По номинальному напряжению	ииш = 750 кВ	U,юм = 750 кВ	750 >750
По номинальном) току	1ж». = 3,15кА	1«ы=0,85кА	3,15>О,К5
По эл ектр одинам ич с ской стойкости	1^= 128 кА	1жи = 1 кА	128> 1

Выбор выключателей РУ среднего напряжения

Таблица 4. Выбор выключателей 330 кВ (ВНВ-330А-40/3150У1)

Кригер ий выбора	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
Но номинальному напряжению	Ином = 330 кВ	и ном = 330 кВ	330 > 330
По номинальному току	1ном э, 15 кА	1ном = 1,94 кА	3,15 > 1,94
По электр одинамиче с кой стойкости	1днн = 102 кА	1дин = 32,65 кА	102 > 32,65

Выбор разъединителей РУ высокого напряжения

Таблица 5. Выбор разъединителей 750 кВ (РПД-750-1/3200У1)

Критерий выбора	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
По номинальному напряжению	Uhom 7 750 кВ	инОм = 750 кВ	750> 750
По номинальному току	Ком 3,2 кА	Ком 0,85 кА	3,2>0,85
По элекгродинамиче с ко й сто и ко сти	Кин 160 кА	1днн 1 кА	160> 1

Выбор разъединителе» РУ среднего напряжения

Таблица 6. Выбор разъединителем 330 кВ (РНД-330/3200У1)

Критерий выбора	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
По номинальному напряжению	Uhom = 330kB	Uном = 330 кВ	330 > 330
Но номинальному 7 оку	Iном — 3,2 кА	Ком = 1,94 кА	3,2 > 1,94
По электродинамиче с кой стойкости	1дин 160 кА	1дин = 32,65 кА	160 > 32,65

Выбор разрядников РУ среднего и высокого напряжения

Таблица 9. Выбор разъединителей НО кВ (4х РДЗ-110/2000

ПУХЛ1)

К р 111 ср и й в ыбор а	Параметры выключателя	Параметры сети	Условие выбора
Выбор разрядника 330 кВ РВМГ-330
По номинальному • напряжению	и ном = 330 кВ	U„om = 330 кВ	330 > 330
Выбор разрядника 750 кВ РВМГ-750
По номинальному напряжению	U ном = 750 кВ	Ином = 750 кВ	750> 750

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Заключение

В результате выполнения работы разработан проект электрооборудования АЭС по заданным условиям.

В ходе выполнения работы рассмотрены и разработаны следующие вопросы:

• 
  структурная схема электрооборудования АЭС;
  
• 
  выбор турбогенераторов, блочных трансформаторов и автотрансформато­
  

ров связи;

• 
  расчет параметров схемы замещения;
  
• 
  расчёт режимов короткого замыкания наОРУ высокого, среднего и низкого напряжений;
  
• 
  выбор высоковольтных аппаратов коммутации и защиты на АЭС;
  
• 
  разработка главной принципиальной электрической схемы электрооборудования АЭС.
  

Спроектированная система отвечает техническим и экономическим требованиям основных нормативных документов.

А УКИ И ВЫСШЕ1 v ИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОДьного госудмрственного

’Шиъучрежл**** *ы?щ_еи)

РП нческ»* « лжре!ммн



⁽ ”“СОК и., ^||,1‘Ратур_м
* • КГV ж I. Хижтш^’

"Р4ПОЧЦ_{М|(По с о}

'Ьайбмсовмча J - '^-кхкнх сетей пол рел.ДЛ.

ни la 4-ени .псрсрао идоп,- М ЭНАС.2О12

* ^^ЬЧИкП II ') 1скгрическнесистемы нести. М Энерюатомнтдат. Н89

¹ ).1СК1ричес.'К.1Я часть мектрехгганинн и полетай ним- Справочные маюриалы

Л1Я курсоНОШИ дипломного проектирования Неклепаев Ь Н . Крючков И II

4 Электрическая часть сганцни и полстанпин пол ред. ДЛ Васильева Учебник .11» ву 10». м • Энергия. I9S0