Пример составления структурной схемы

Выдачи мощности АЭС

В настоящее время на АЭС устанавливают турбоагрегаты больших единичных мощностей: 220, 500, 800, 1000, 1200 МВт. Выдача электроэнергии осуществляется на одном, двух или более уровнях высокого и сверхвысокого напряжения (110-750 кВ).

Пример 2. Выбрать основное электрооборудование и разработать структурную схему выдачи энергии АЭС, на которой намечается установка 2 реакторов на 1000 МВт и одного – 1200 МВт и следующих турбогенераторов: 4х500/1500+1х1200/3000. Электроэнергия выдается по двум ЛЭП-750 кВ (l=140км) в энергосистему мощностью S_эн=7000 МВА (Х_*си=0,28) и на напряжении 330 кВ. Двумя линиями РУ 330 кВ АЭС связано с КЭС-2400 (l_лэп=100км). Максимальная нагрузка РУ 330 кВ составляет 800 МВА.

Решение.

По справочным данным [3, 4] к указанным в исходных данных турбинам подбираем генераторы. Их типы и технические характеристики приводим в таблице 2.

Таблица 2

Тип генератора	К-во шт.	Рном МВт	Sном МВА	Uном кВ	, о.е	Та, с	Схема Соедине -ния обмоток	Сис- те- ма воз буж- дения
ТВВ-500-4УЗ ТЗВ-1200-2УЗ	4   1	500   1200	588   1333	20   24	0,243   0,23	0,44   0,32		СТС   СБД

Турбогенератор ТВВ-500-4УЗ предназначен для соединения с турбиной, имеющей 1500 об/мин. Обмотка статора выполнена двумя параллельными ветвями, каждая из которых соединена звездой. Охлаждается обмотка непосредственно водой, обмотка ротора и активная сталь охлаждаются непосредственно водородом. Система возбуждения генератора - тиристорная самовозбуждения.

Турбогенератор ТЗВ-1200-2УЗ шестифазный и имеет две трехфазные обмотки, каждая из которых выполнена двумя параллельными ветвями, соединенными звездой. ЭДС обмоток сдвинута на 30 градусов. Обмотки рассчитаны на 50% номинальной мощности.

Для работы в блоке с таким генератором изготавливаются однофазные трансформаторы с двумя обмотками низшего напряжения и двумя обмотками высшего напряжения. В трехфазной группе для компенсации сдвига ЭДС обмоток статора генератора одна обмотка низшего напряжения трансформатора соединяется по схеме треугольник, а другая - по схеме звезды.

Генератор имеет полное водяное охлаждение. Корпус статора заполнен воздухом. Система возбуждения – бесщеточная диодная.

Генераторы соединяются с повышающими трансформаторами по схеме блока генератор-трансформатор.

Блоки генератор-трансформатор 500 МВт могут присоединяться к РУ напряжением 220 кВ и выше, а генераторы 1200 МВт – к РУ 330 кВ и выше [1,8]. Поскольку согласно исходным данным нагрузка РУ 330 кВ составляет 800 МВА то, чтобы избежать двойной трансформации одной и той же мощности целесообразно к РУ 330 кВ подключить два блока 500 МВт одного ядерного реактора. Остальные блоки подключаются к РУ 750 кВ. Для уменьшения затрат на сооружение РУ 750 кВ блоки по 500 МВт объединяем на стороне 750 кВ [1, 4].

Связь между РУ 750 кВ и РУ 330 кВ выполним автотрансформаторами. Так как РУ-750 кВ и РУ-330 кВ имеют независимые источники питания, то для связи этих РУ достаточно установить один автотрансформатор связи [1, 8, 5].

Разработанная структурная схема выдачи мощности приведена на рис.4

Рис.4

Выбираем блочные трансформаторы. Для Г1 и Г2 выбираем по [4] трансформаторы ТЦ-⁶³⁰/₇₅₀, для Г4 и Г5 ТЦ-⁶³⁰/₃₃₀, для Г3 3хОРЦ-⁴¹⁷/₇₅₀ с расщепленной обмоткой низшего напряжения.

Для выбора мощности АТ связи определим перетоки мощности в максимальном и аварийном режимах. При максимальной нагрузке:

где     - максимальная мощность, потребленная на собственные нужды генераторов;

- мощность, потребляемая на собственные нужды в процентах от мощности генератора [7,8];

- коэффициент спроса, для АЭС равен 0,8 [5 ].

Таким образом, в режиме максимальных нагрузок переток мощности с РУ 330 кВ к РУ 750 кВ составляет 264 МВА. При аварийном отключении ядерного реактора оба генератора 500 МВт будут автоматически остановлены. В этом случае поток мощности с шин РУ 750 кВ на шины РУ 330 кВ составит 800 МВА. По этой мощности и выберем автотрансформаторную группу из трех АТ:

Технические характеристики выбранных трансформаторов приведены в табл.3.

Таблица 3

Номер трансформатора в структурной схеме	Тип	Ик в-н %	Ик в-с %	Ик с-н %	Схема соединения обмоток и групп соединения
Т1 и Т2   Т3                             Т4 и Т5   Т6	ТЦ - 630/750/20   3xОРЦ - 417/750/24   ТЦ - 630/330/20   3xАОDЦТН -	11   15   11   28	-   -   -   10	-   -   -   17	- 11          -Y-11-0           - 11               -   0-11