Проектирование электрической части электростанции с анализом видов систем возбуждения синхронных генераторов электрических станций в ЕЭС России

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ АТОМНОЙ СТАНЦИИ 9
1.1 Выбор схем выдачи мощности 9
1.1.1 Определение перетоков мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи, и их выбор. 9
1.1.2 Определение потерь активной энергии в блочных трансформаторах и трансформаторах связи 15
1.1.3 Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат 18
1.2 Выбор электрической схемы распределительных устройств повышенного напряжения 21
1.2.1 Варианты схемы РУ повышенного напряжения в соответствии с исходными данными 21
1.2.2 Расчет максимальных токов в каждой цепи для выбора выключателя 25
1.3 Проектирование и анализ схемы электроснабжения собственных нужд АЭС 30
1.3.1 Схема электроснабжения потребителей собственных нужд АЭС нормальной эксплуатации 30
1.3.3 Схемы надежного питания потребителей систем безопасности собственных нужд АЭС. 35
1.3.4 Схема электроснабжения собственных нужд АЭС 38
1.4 Выбор и проверка высоковольтных выключателей и разъединителей 39
1.5 Выводы первой главы 49
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВИДОВ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ В ЕЭС РОССИИ 50
2.1 Общие сведения о системах возбуждения синхронных генераторов 50
2.2 Проблема и актуальность исследования систем возбуждения синхронных генераторов 51
2.3 Классификация систем возбуждения синхронных генераторов 53
2.4 Бесщеточные системы возбуждения 58
2.5 Тиристорные системы независимого возбуждения 64
2.6 Тиристорные системы самовозбуждения 66
2.7 Основные требования, предъявляемые к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения синхронных генераторов 69
2.5 Выводы второй главы 82
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 89
А.2 Определение параметров схемы замещения установки 91
A.3 Расчет токов короткого замыкания для I зоны 95
A.4 Расчет токов короткого замыкания для III зоны 101
A.5 Расчет токов короткого замыкания для VI 107
A.7 Расчет токов короткого замыкания для зоны VII 113

Весь текст будет доступен после покупки

Схемы АЭС должны выполняться в соответствии с требованиями надежности, гибкости, удобства эксплуатации и экономичности.
Особенности технологического процесса АЭС, большая мощность реакторных энергоблоков, достигающая на электростанциях 1200 МВт, выдача всей мощности в энергосистему по линиям 330…750 кВ предъявляют ряд требований к АЭС:
- главная схема АЭС выбирается на основании схемы сетей энергосистемы и того участка, к которому присоединяется данная электростанция;
- схема присоединения АЭС к энергосистеме должна обеспечивать в нормальных исходных режимах на всех стадиях сооружения АЭС 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 станции.
Исходя их этих требований на АЭС, начиная с первого введенного энергоблока, связь с энергосистемой осуществляется не менее, чем тремя линиями.
Существующие подходы к настройке устройств АРВ в случае рассмотрения как ЭЭС традиционной структуры, так и современных ЭЭС не всегда способны обеспечить требуемые качество регулирования и эффективность работы данной режимной автоматики в целом, что определяется, в частности, используемыми средствами для получения необходимой информации о режимах и процессах в ЭЭС различной конфигурации, которая в дальнейшем применяется для настройки каналов АРВ СГ. Данный факт подтверждается статистикой и анализом крупных системных аварий за последние десятилетия, связанных с работой различных систем управления и в том числе АРВ СГ. Настройка АРВ СГ для ЭЭС является нетривиальной задачей, что связано с уникальными свойствами и характеристиками данных систем, в которых процесс производства, трансформации, передачи, распределения и потребления электроэнергии представляет собой единый и непрерывный процесс, предопределяющим сложную структуру подобных энергообъединений и взаимосвязь всего вовлеченного в этот процесс оборудования.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ АТОМНОЙ СТАНЦИИ

1.1 Выбор схем выдачи мощности
1.1.1 Определение перетоков мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи, и их выбор.

Определим реактивную мощность, отдаваемую в энергосистему на напряжении 330 кВ: где – активная мощность, вырабатываемая генератором;
Реактивная мощность, отдаваемая в энергосистему одним генератором, рассчитывается по формуле (1.1), реактивная мощность, потребляемая собственными нуждами, рассчитывается по формуле (1.2):

(1.1)

(1.2)
где: – активная мощность, потребляемая собственными нуждами;
– реактивная мощность, вырабатываемая генератором;
- реактивная мощность, потребляемая собственными нуждами.



Максимальная и минимальная реактивная мощность системы на напряжении 330 кВ рассчитывается по формулам (1.3), (1.4):

(1.3)

(1.4)
где: – максимальная и минимальная активная мощность, отдаваемая в энергосистему с РУ СН;
и – максимальная и минимальная реактивная мощность, отдаваемая в энергосистему с РУ СН.


Определим реактивную мощность, отдаваемую в энергосистему одним генератором:




Активная и реактивная мощность, потребляемая собственными нуждами равна:


Перетоки мощности через блочные трансформаторы определяются по выражениям (1.5) и (1.6):

(1.5)

Принимаем:
-по таблице 1.3 [1] на РУ СН: ТНЦ-1000000/330;
-по таблице 1.4 [1] на РУ ВН: 3xОРЦ-417000/750.
Для трансформаторов собственных нужд:

(1.6)

Из таблицы 1.2[1] принимаем два трансформатора ТРДНС-63000/35.
Выберем выключатели наружной установки: номинальный ток уставки рассчитываем по формуле (1.7):

(1.7)
на напряжении 330 кВ:

Из таблицы 2.1[1] принимаем выключатель ВНВ-330А-63/4000У1 стоимостью 402 тыс. р./шт.
на напряжении 750 кВ:

Из таблицы 2.1[1] принимаем выключатель ВВБ-750-40/3150У1 стоимостью 853,8 тыс. р./шт.
Схема №1
Первый вариант схемы перетока мощности изображен на рисунке 1.1.1:
Рисунок 1.1.1 – Схема №1
Перетоки мощности через обмотки автотрансформатора:
а) при максимальной нагрузке на шинах РУ СН - формула (1.8):

(1.8)
где n – количество блоков, подключённых к РУСН;

б) при минимальной нагрузке на шинах РУ СН - формула (1.9)::

(1.9)

Проверка выбранной схемы по максимально допустимому перетоку мощности через автотрансформаторы осуществляется в соответствии с формулой (1.10):
- максимальный допустимый переток мощности:

(1.10)

Условие Мах( ) < в данной схеме не выполняется, поэтому данная схема не подходит для дальнейшего рассмотрения:1974 МВА > 1666 МВА.
Схема №2
Второй вариант схемы перетока мощности изображен на рисунке 1.1.2:

Рисунок 1.1.2 – Схема №2
Перетоки мощности через обмотки автотрансформатора:
a) При максимальной нагрузке на шинах РУ СН - формула (1.8):


б) При минимальной нагрузке на шинах РУ СН:

Проверяем выбранную схему по максимально допустимому перетоку мощности через автотрансформаторы.
Условие Мах( ) < в данной схеме выполняется, поэтому данная схема подходит для дальнейшего рассмотрения: 1136 МВА < 1666 МВА.
c) В аварийном режиме мощность рассчитывается по формуле (1.11):
(1.11)

Мощность автотрансформаторов выбираем исходя из максимальной мощности, полученной в результате расчета нормальных режимов эксплуатационных трансформаторов: .Учитываем то, что при ВН 750 кВ ставятся однофазные автотрансформаторы связи:

Из таблицы 1.4[1] принимаем три автотрансформатора АОДЦТ-417000/750/330.
Проверим эти автотрансформаторы на перегрузку в аварийных режимах, рассчитав коэффициент перегрузки( ) по формуле (1.12):

Весь текст будет доступен после покупки

1. Первый вариант схемы выдачи мощности 11
2. Второй вариант схемы выдачи мощности 12
3. Третий вариант схемы выдачи мощности 14
4. График зависимости времени максимальных потерь от продолжительности использования максимальной нагрузки 16
5. Конечный вариант схемы выдачи мощности 21
6. Схема типа «3/2» для РУ ВН 23
7. Схема типа «4/3» для РУ ВН 24
8. Схема типа «3/2» для РУ СН 24
9. Схема типа «4/3» для РУ СН 25
10. Электрическая схема РУ повышенного напряжения 29
11. Схема электроснабжения собственных нужд АЭС 38
12. Полная СЗ главной схемы АЭС с секционированными шинами РУ СН 42
13. Упрощенная СЗ главной схемы АЭС с двумя ОРУ повышенного напряжения с учетом секционирования шин РУ СН 42
14. СЗ для секции номер 1 43
15. СЗ для секции номер 2 44
16. Классификация систем возбуждения синхронных генераторов 53
17. Упрощенная принципиальная схема бесщеточной диодной двухмашинной системы возбуждения 59
18. Упрощенная принципиально-функциональная схема одномашинной бесщеточной диодной системы возбуждения с двухканальным управлением и резервированием тиристор¬ных преобразователей возбудителя 60
19. Упрощенная принципиальная схема двухгрупповой тиристорной системы незави¬симого возбуждения 63
20. Упрощенная принципиальная схема одногрупповой двухканальной тиристорной системы самовозбуждения 65
21. Переходная характеристика системы возбуждения в режиме форсировки 70
22. Основные направления развития в области регулирования возбуждения 76
23. Структурная схема управления возбуждением с применением синхронизированных векторных измерений 78
24. Структурная схема ПИД-регулятора с блоком автонастройки на основе нейронной сети 78
25. Блок-схема метода оптимизации роем частиц 80

Весь текст будет доступен после покупки