3 Вибір сучасного обладнання для нового блоку

3 ВИБІР СУЧАСНОГО ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ НОВОГО БЛОКУ

3.1 Вибір силового обладнання

3.1.1 Вибір генераторів

Генератори вибираю відповідно до завдання на проектування.

Таблиця 3.1- Паспортні дані турбогенераторів

Тип генератора	Номінальна потужність	U, кВ	Cоsφ ном.	I, кА		Збудження	Система охолодження
S, МВА	Р, МВт	Обмотка ротора	Обмотка статора
ТВВ-1000-2У3				0,9	26,73	0,269	Тиристорна система незалежного самозбудження	Безпосереднє водневе	Непряме водневе

3.1.2 Вибір блочних трансформаторів

Блочні трансформатори вибираються з умови:

, (3.1)

де - номінальна потужність трансформатора, МВА;

- розрахункова потужність трансформатора, МВА.

Розрахункова потужність трансформатора, МВА

, (3.2)

де - номінальна активна потужність генератора, МВт;

- витрати активної потужності на в.п.МВт;

= 0,48 (табл. 3.1);

= 0,67 (приймаю із завдання на проектування);

Витрати активної потужності в.п.,МВт

_., (3.3)

де – коефіцієнт витрат електроенергії на власні потреби, який залежить від виду палива, способу його спалювання і типу станції; оскільки тип станції КЕС, вид палива - вугілля, то приймаю витрати на в.п. 7% від потужності генератора.

МВт

МВА

Вибираємо трансформатор блоку з вищою напругою 750 кВ ОРЦ-417000/750. Один блок укомплектований трьома ОРЦ-417000/750. Дані трансформаторів приведені в табл. 3.2 і взяті з довідника [1. с. 146-147].

Таблиця 3.2 - Паспортні дані трансформатора блоку 1000МВт, з ВН 750кВ

Тип	Sном МВА	Напруга обмоток кВ	Втрати кВт	Напругакороткого замикання Uк %
ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	НН-НН
ОРЦ-417000/750		787/

,

Умова вибору виконується:

3.1.3 Вибір числа і потужності автотрансформаторів зв'язку

Потужність АТ зв'язку обирається по максимальному перетіканню потужності між розподільчими пристроями ВН і НН, яку визначаємо по найбільш важкому режиму з умови:

якщо , то ;

якщо , то .

Перетікання потужності через АТ зв'язку, МВА

, (3.4)

де - сумарна номінальна потужність генераторів, МВт;

- потужність навантаження, що видається довколишньому району, МВт;

- сумарна потужність в.п, МВт;

- із завдання на проектування.

По формулі (3.4) розраховуємо чотири перетікання потужності через АТ зв'язку:

Перетікання потужності в нормальному режимі при максимальному навантаженні МВт, МВт, МВт.

Перетікання потужності в нормальному режимі при мінімальному навантаженні МВт, в цьому випадку МВт.

Перетікання потужності в аварійному режимі (один генератор відключений) при максимальному навантаженні МВт, в цьому випадку МВт, МВт.

Перетікання потужності в аварійному режимі (один генератор відключений) при мінімальному навантаженні МВт, в цьому випадку МВт, МВт

Найбільш важким режимом є нормальний режим при мінімальному навантаженні. Тому, використовуючи умову при виборі трансформатора зв'язку, одержимо:

звідси:

На РАЕС вже встановлено комплект однофазних автотрансформаторів зв'язку АОДЦТН-417000/750/330.

Умова вибору виконується:

Дані АТ приведені в табл. 3.3.

Таблиця 3.3 – Паспортні дані однофазного АТ зв'язку

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напруга обмоток кВ	Втрати кВт	Напруга короткого замикання Uк %
ВН	СН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	СН-НН
АОДЦТН-417000/750/330				10,5

3.1.4 Вибір робочих трансформаторів власних потреб

Джерелом живлення власних потреб на АЕС є генератори, живлення подається від генератора через трансформатор власних потреб (ТВП), який підключається відпаюванням між генераторним вимикачем та блочним трансформатором. Так як на АЕС в.п. є дуже важливою ланкою для безпеки, то встановлено по два ТВП на один блок. До трансформаторів власних потреб через вимикачі робочого живлення підключені чотири секції 6,3 кВ що відповідає кількості головних циркуляційних насосів (ГЦН).

ТВП вибираю з умови:

(3.5)

де – розрахункова потужність ТВП, МВА.

Розрахункова потужність ТВП, МВА.

, (3.6)

де , згідно формули 3.3;

з початкових даних.

Розрахункова потужність ТВП для блоку 1000 МВт,

Так як, розрахункова потужність то вибираю ТВП з розщепленою обмоткою НН.

Вибираю ТВП блоку 1000 МВт, ТРДНС-63000/24 з довідника [1. с. 130-131]. Дані трансформаторів приведені в табл. 3.4.

Таблиця 3.4 - Паспортні дані ТВП

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напруга обмотки, кВ	Uк, %	ΔРкз, кВ	ΔРх, кВ
ВН	НН	В–Н	Н–Н
ТРДНС–63000/24			6,3–6,3	12,7

Умова вибору виконується:

3.1.5 Вибір резервних трансформаторів власних потреб

Потужність кожного РТВП має забезпечувати повну заміну ТВП, тому приймається рівною потужності найбільшого працюючого (63 МВА). Блок 1000 МВт з реактором ВВЕР-1000 передбачає наявність чотирьох секцій в.п згідно з кількістю головних циркуляційних насосів. Згідно з цим, встановлюю два РТВП.

Один резервний трансформатор власних потреб підключаю до нижчих обмоток автотрансформаторів АТДЦТН-125000/330/110:

Рисунок 3.1- Підключення РТВП

Другий РТВП підключаю до РП 330 кВ. Вибираю РТВП типу ТРДНС-63000/35 з довідника [1. с. 144]. Дані трансформаторів приведені в таблиці 3.5.

Таблиця 3.5 - Паспортні дані РТВП

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напруга обмотки, кВ	Uк, %	ΔРкз, кВ	ΔРх, кВ
ВН	НН	В–Н	Н–Н
ТРДНС–63000/24		36,75	6,3–6,3	12,7
ТРДЦН–63000/330			6,3–6,3

3.2 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання проводиться за допомогою ЕОМ, використовуючи програму GTCURR. Схема заміщення з точками кз показана на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 - Схема заміщення

Результати розрахунків струмів короткого замикання зводжу в табл. 3.6.

Таблиця 3.6 – Результати розрахунків струмів короткого замикання

Точка к.з.	U СР, кВ	І п0, кА	I п0Σ, кА	i уд, кА	i уд Σ , кА	К у
К – 1: Г1,Г2 Екв		5,03 14,37	19,4	14,1 40,05	54,15	1,9 1,97
К – 2: Г1 Екв		73,8	73,8	190,1 115,4	190,1	1,97 1,85

3.3 Вибір комутаційної апаратури та струмоведучих частин

3.3.1 Вибір вимикачів на напрузі 750 кВ

Вимикачі вибирають по нормальному режиму, а перевіряють по аварійному режиму.

Робочий струм на приєднанні АТ, кА

, (3.7)

де - номінальна потужність АТ, МВА;

- номінальна напруга, кВ.

.

Робочий струм на приєднанні блоку, кА

, (3.8)

де - номінальна потужність блоку, МВА.

.

Робочий струм на приєднанні ЛЕП, кА

, (3.9)

де - пропускна спроможність ЛЕП, береться з попередніх розрахунків, МВт.

.

Проаналізувавши схему ВРП по черзі виводячи вимикачі в ремонт, вибираю вимикач по робочому струму ЛЕП, оскільки ЛЕП є найбільш потужнім приєднанням.

Умова вибору

, (3.10)

. (3.11)

Приймаю вимикач HPL-800 B4.

Таблиця 3.7 - Паспортні дані вимикача

Тип вимикача	U н, кВ	I н, А	I н,відкл, кА	I t / t доп, кА/с	i дин, кА	ß н, %	t відкл.полн, с	t в.в., с
HPL-800 B4				50/3			0,065	0,04

Умова вибору виконується

,

.

Перевірка на вимикаючу здатність.

Умова перевірки

, (3.12)

. (3.13)

Періодична складова струму, кА

, (3.14)

де , – періодичні складові струму - систем і блоків, кА.

Оскільки к.з. віддалене від джерела, то не затухає, а від блоків затухає, тоді:

, (3.15)

де - коефіцієнт загасання (береться по кривих, залежить від τ і віддаленості к.з.) [4. с. 152].

Найменший час від початку к.з. до моменту розбіжності дугогасильних контактів, с

, (3.16)

де - мінімальний час спрацьовування релейного захисту, с;

- власний час відключення вимикача, с. (табл. 3.7).

.

Номінальний струм блоків, приведений до того ступеня напруги, кА

, (3.17)

де - номінальна активна потужність генераторів на напрузі 330 кВ (табл. 3.1), МВт;

- середня напруга ступені, де відбулося к.з., кВ.

.

Віддаленість точки к.з. від блоків

. (3.18)

.

Коефіцієнт загасання

.

.

.

Умова перевірки виконується

.

Оскільки с, то робиться перевірка на аперіодичну складову.

Перевірка на аперіодичну складову проводиться за формулою (3.12)

Номінальне значення аперіодичної складової, кА, що допускається

, (3.19)

де - нормоване значення змісту аперіодичної складової в

струмі к.з. % (табл.3.7);

- номінальний струм відключення, кА (табл. 3.7).

.

Аперіодична складова струму к.з. від i -ї гілки, у момент розбіжності контактів τ, кА

, (3.20)

де – постійна часу загасання аперіодичної складової від і -ї гілки, с. (табл. 3.6).

Аперіодична складова струму к.з. від системи 1 та блоків 1, 2:

.

Аперіодична складова струму к.з. від блоків:

.

Аперіодична складова струму к.з. у момент розбіжності контактів τ, кА

, (3.21)

.

Умова перевірки не виконується

.

Так, як перша умова виконується, а друга умова не виконується, то допускається проводити перевіку по повному асиметричному струму к.з:

, (3.22)

,

.

Перевірка на динамічну стійкість.

Умова перевірки

. (3.23)

Ударний струм к.з., кА

, (3.24)

де , - ударні струми систем і блоків, кА (табл. 3.6).

.

Умова перевірки виконується

.

Перевірка на термічну стійкість.

Умова перевірки

, якщо , (3.25)

, якщо , (3.26)

де - середньоквадратичне значення струму за час його протікання (струм термічної стійкості) (табл. 3.7), кА²;

- повний час відключення струму к.з., с;

- розрахунковий тепловий імпульс струму, кА²∙с;

- тривалість протікання струму термічної стійкості (табл. 3.7), с.

Повний час відключення струму к.з., с

, (3.27)

де - час дії релейного захисту, приймається рівним 0,3 с;

- повний час відключення вимикача (табл. 3.7), с.

.

Оскільки , тоді:

.

Оскільки , тобто , то формула визначення має вигляд, кА²∙с

(3.28)

де - еквівалентна періодична складова струму, від систем і генераторів, кА, з попередніх розрахунків;

, - питомі теплові імпульси генератора (беруться по кривих);

- постійна часу загасання аперіодичної складової струму від еквівалентної гілки, с.

.

Всі перевірки вимикача HPL-800 B4виконуються.

3.3.2 Вибір роз'єднувачів

Роз’єднувачі обираються за тією ж умовою що і вимикачі, тобто за формулами (3.10) та (3.11).

Приймаю роз'єднувач GSSB – 750 виробництва «HAPAVAM BV», «АВВ».

Таблиця 3.8 - Паспортні дані роз'єднувача

Тип роз'єднувача	, кВ	, А	, кА/с	, кА
GSSB – 750			65/2

Умова вибору виконується

,

.

Перевірка на динамічну стійкість. Умовою перевірки є формула (3.23)

.

Умова перевірки виконується.

Перевірка на термічну стійкість. Умовою перевірки є формула (3.25)

.

Умова перевірки виконується

.

Роз'єднувач проходить всі перевірки.

3.3.3 Вибір трансформаторів струму

Умова вибору трансформаторівструму згідно формул (3.10) та (3.11).

З боку ВН 750 кВ підключається тільки амперметр будь-якого класу точності. У всій решті ланцюгів встановлюється такий же тип ТС.

Приймаю ТС ІМВ – 750 фірми АВВ.

Таблиця 3.9 - Паспортні дані ТС

Тип трансформатора	U н, кВ	I н, А	It / t, кА/с	i дин, кА	Варіант виконання вторинних обмоток	Клас точності	Ном. навантаження в класі точності Ом
I 1	I 2
ІМВ – 750				40/3		0,2/10р/10р/10р	0,2

Умова вибору виконується

,

.

Перевірка на динамічну стійкість.

.

Умова перевірки виконується

Перевірка на термічну стійкість. Умова перевірки за формулою (3.25)

.

Умова перевірки виконується

.

Перевірка класу точності. Умова перевірки

, (3.29)

Складається таблиця приладів тих, що підключаються до ТС.

Таблиця 3.10 - Паспортні дані приладів ТС

Прилад	Тип приладу	Навантаження фаз, ВА
А	В	С
Амперметр	Э-379	0,1	0,1	0,1
Амперметр	Э-379	0,1	0,1	0,1
Ватметр	Д-335		0,5	0,5
Варметр	Д-335		0,5	0,5
Лічильник активної потужності	U-680	2,0	2,0
Лічильник реактивної потужності	U-678	3,0		3,0
Разом		5,2	3,2	4,2

Опір приладів, Ом

, (3.30)

де - потужність приладів найбільш завантаженої фази (табл. 3.10), ВА.

.

Вторинне номінальне навантаження () ТС у класі точності 0,2 складає 100 Ом (табл. 3.9). Опір контактів (), оскільки число приладів більше двох, приймаю 0,1 Ом, тоді опір приладів буде, Ом:

, (3.31)

.

Приймаю кабель з мідними жилами, орієнтовно завдовжки м.

Перетин сполучаючих дротів, мм²

, (3.32)

де - щільність струму для міді, рівна 0,0175 (Ом∙мм²/м).

.

Приймаю контрольний кабель з жилами перерізом 2,5 мм², оскільки за умовами міцності переріз для мідних жил не повинно бути менше 2,5 мм² по ПУЕ.

3.3.4 Вибір трансформаторів напруги

Трансформатори напруги обираються тільки за напругою (формула (3.9)).

Приймаю СРВ – 800 на збірних шинах.

Таблиця 3.11 - Паспортні дані ТН

Тип трансформатора	U н.обм, В	S н у класі точності, ВА	S пред, ВА	Схема з'єднання
U 1	U 2	U 2 доп	0,2	0,5
СРВ – 800									1/1/1-0-0

Умова вибору виконується

.

Перевірка класу точності.

. (3.33)

Складається таблиця тих приладів, що підключаються до ТН.

Таблиця 3.12 – Паспортні дані приборів ТН у ланцюзі збірних шин

Прилад	Тип приладу	однієї обмотки, ВА	Число обмоток	cosφ	sinφ	Число приладів	Загальна споживана потужність
P, Вт	Q, ВА
Вольтметр вказуючий	Э-335
Частотомір реєструючий	Н-315
Вольтметр реєструючий	Н-344
Вольтметр реєструючий	Н-344
Ватметр реєструючий	Н-348
Синхроно- скоп	Э-327
Частотомір синхр.	Э-371
Вольтметр синхр.	Э-335
Ватметр	Д-335	1,5					1,5
Варметр	Д-335	1,5					1,5
Лічильник активної потужності	U-680
Лічильник реактивної потужності	U-678
Осцилограф	―	―	―	―	―	―	―
Разом

Вторинне навантаження, ВА

, (3.34)

де - загальна споживана активна потужність приладів, Вт;

- Загальна споживана реактивна потужність приладів, ВА|.

.

Умова перевірки виконується

.

Прийнятий ТН| працюватиме у вибраному класі точності.

3.3.5 Вибір ошиновки поля блоку

Перетин вибирається по економічній щільності струму, мм²

Струм блоку 855 А.

, (3.35)

де - економічна щільність струму, рівна 1 А/мм² [4, с. 233].

.

Вибираю два АС-500/27 з тривалим допустимим струмом 690 А. [1, с. 428 - 429].

Таблиця 3.13 - Паспортні дані дротів АС-500/27

Тип дроту	S н, мм^2	S, мм^2	Діаметр, мм	I д, А
Дроти	Сталевого сердечника
АС-500/27	500/27	481,0/26,0	29,4	6,6

Перевірка по тривало допустимому струму. Умова перевірки, А

. (3.36)

Умова перевірки виконується

.

Перевірка на корону. Умова перевірки, кВ/с

. (3.37)

Напруженість навколо дроту, кВ/см

, (3.38)

де - коефіцієнт, що враховує число дротів у фазі;

- число дротів у фазі;

- радіус одиничного дроту, см;

- середньо геометрична відстань між дротами, см;

- еквівалентний радіус розщеплених дротів, см.

, (3.39)

де - найменша допустима відстань в світлі між сусідніми фазами у момент їх найбільшого зближення, м.

, (3.40)

де - відстань між фазами, приймаю рівною - 1000 см.

, (3.41)

.

.

.

.

Початкова критична напруженість електричного поля, кВ/см

, (3.42)

де - коефіцієнт, що враховує шорсткість поверхні дроту (для багатодротових дротів [1, с. 237]).

.

.

.

Умова перевірки виконується

.

Перевірку на термічну стійкість не проводять, оскільки шини виконані голими дротами на відкритому повітрі.

Перевірку на схлестування не проводимо, оскільки

3.3.6 Вибір генераторного вимикача

Вибираються вимикачі по робочу струму генератора. Необхідні дані беремо з таблиці 4.1 для точки К-2.

Робочий струм на приєднанні блоку, кА

, (3.43)

де - номінальна потужність блоку, МВА (табл. 3.1).

Вибираю комплекс генераторного вимикача HECS - 7 (ABB) до складу якого входять:

1 генераторний вимикач

2 лінійний роз'єднувач

3 трансформатори струму

4 трансформатори напруги

5 розрядник та ін.

Зі всіх елементів комплексу HECS - 7 (ABB) відомі тільки дані по генераторному вимикачу, тому проводимо вибір та перевірку лише для нього, а для всього іншого обладнання будемо вважати що перевірки виконуються.

Паспортні дані вимикача комплексу HECS – 7 наведені у табл. 3.14

Таблиця 3.14 - Паспортні дані вимикача

Uн, кВ	Iн, А	Iн,вiдкл, кА	It /t доп, кА/с	iдин, кА	ßН, %	t вiдкл.п, с	tв.в., с
			200/3			0,056	0,04

Вимикач вибирається за формулами (3.10) та (3.11).

,

.

Умова вибору виконується

Перевірка на вимикаючу здатність (формула 3.12).

Умова перевірки виконується:

.

Найменший час від початку к.з. до моменту розбіжності дугогасильних контактів (формула 3.16), с.

.

Оскільки с, то робиться перевірка на аперіодичну складову.

Номінальне значення аперіодичної складової, що допускається визначається за формулою (3.19), кА.

.

Аперіодична складова струму к.з. у момент розбіжності контактів τ визначається за формулою (3.21), кА.

.

.

Умова перевірки не виконується, тому робимо перевірку по повному струму к.з. за формулою (3.22).

Перевірка повного струму к.з.

.

.

Умова перевірки виконується

.

Перевірка на динамічну стійкість. Перевірка проводиться за формулою (3.23).

Умова перевірки виконується

.

Перевірка на термічну стійкість. Перевірка проводиться за формулою(3.25),

Повний час відключення струму к.з. по формулі (3.26), с.

.

Оскільки , то:

Оскільки , тобто , то формула визначення має вигляд, кА²∙с

. (3.44)

.

.

Умова перевірки виконується

3.4 Модернізація обладнання блоку № 4

Модернізацію блоку № 4 проводжу по типу вибраного обладнання на блок № 5. Приклад модернізації обладнання зводжу до табл.3.15

Таблиця 3.15 - Модернізація обладнання блоку № 4

Обладнання до модернізації	Нове обладнання
ВНВ–750А–40/3150У1	HPL-800 B4
РПД–750–2/3200 У1	РПД-750/ GSSB – 750
ТФРМ–750А	ІМВ – 750
НДЕ–750–72У1	СРВ – 800
КАГ–24	HECS – 7

Дата добавления: 2015-09-30