Выбор схем выдачи мощности АЭС

1. Варианты схемы выдачи мощности

Если мощность станции выдается на одном повышенном напряжении, то все блоки присоединяются к РУ данного напряжения, и выполняется, лишь выбор схемы исполнения блоков генератор-трансформатор.

Различают следующие схемы исполнения блоков : генератор - трансформатор, генератор-трансформатор с генераторным выключателем или выключателем нагрузки, укрупненный блок объединенный блок, блок генератор-автотрансформатор связи, блок генератор-трансформатор с двумя выключателями и др.

Согласно нормам технологического проектирования в блоке между генератором и двухобмоточным трансформатором должен устанавливаться генераторный выключатель.

В случае отсутствия выключателя на соответствующий ток отключения разрешается применение выключателя нагрузки.

При двух и более РУ повышенного напряжения варианты схемы выдачи мощности формируются путем варьирования количества блоков различного исполнения, подключаемых к разным РУ повышенного напряжения, а так же путем изменения вида связи между РУ. Связь между РУ может выполняться с помощью трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов, если мощность, отдаваемая на одном напряжении, составляет 15% и более мощности, отдаваемой на другом напряжении, а также с учетом перспективы развития нагрузок на обоих напряжениях.

Общее количество составленных для сравнения вариантов схемы выдачи мощности может оказаться более десяти. При ручном счете из этого множества вариантов путем логического сравнения отбираются два-три наиболее перспективных варианта. Предварительный отбор вариантов осуществляется в соответствии с заданными условиями и опытом проектирования, а также определяется здравым смыслом:

· мощность блока не должна превышать резерв мощности в системе, что ограничивает область допустимых вариантов исполнения блоков;

· подключение генератора к третичной обмотке автотрансформатора связи может вызвать существенное увеличение мощности автотрансформатора по сравнению с мощностью перетока, конструктивные сложности при его размещении на территории электростанции и трудности в выполнении гибких связей с РУ;

· перетоки мощности через автотрансформаторы связи не должны превышать мощность блока более чем в 1,5 раза.

· Основным условием выбора варианта схемы выдачи мощности являеться обеспечение заданной максимальной нагрузки на шинах СН

Связь между РУ выполняется с помощью автотрансформаторов.

С учетом вышесказанного ниже представлены три варианта схемы выдачи мощности электростанции типа АЭС.

Первый вариант

Вариант № 1 схемы выдачи мощности АЭС

Выбирается схема «генератор-трансформатор с генераторным выключателем». Наличие генераторного выключателя снижает количество операций с выключателями в РУ повышенного напряжения; пуск и останов блока выполняются с помощью рабочего трансформатора собственных нужд и генераторного выключателя; снижаются требования к количеству и мощности резервных трансформаторов собственных нужд. В блоках генератор-трансформатор АЭС мощностью 1000 МВт устанавливаются аппаратные генераторные комплекты типа КАГ - 24 - 30 330.

Его каталожные данные - Р_х = 480 кВт - потери энергии в режиме холостого хода;

Р_к = 2200 кВт - потери энергии в режиме короткого замыкания.

- на стороне ВН: ОРЦ - 417000 750750750750 750 750750 750 750 750 750 330 в количестве десяти штук.

Номинальные данные трансформатора: U_вн = 330 кВ, Uнн = 6,3 - 6,3 кВ;

Р_х = 100 кВт, Р_кз = 230 кВт.

где U_нн, U_вн - номинальное значение напряжений обмоток НН и ВН.

Подключение РТСН производится в количестве двух штук как одно присоединение, принимается по паре на два блока, а также осуществляется резервирование в количестве одной пары от соседней станции. Три пары РТСН подключаем к ОРУ 330 кВ, одну пару к ОРУ 150кВ на АЭС и одну пару РТСН подключаем к Ташлыкской гидроаккумулирующей электростанции, ТГАЭС.

2. Предварительный выбор выключателей

Предварительно выберем высоковольтные воздушные выключатели двух типов ВНВ 330А_634000У1;.

Количество выключателей на стороне ВН выбирается по количеству блоков и еще один на АТ связи.

Количество на стороне СН выбирается по количеству блоков, один выключатель на АТ связи и два на РТСН.

3. Определение потерь активной энергии в блочных трансформаторах и автотрансформаторах связи

Потери энергии за год в блочном трансформаторе и АТ связи определяются выражением:

Д W_т = n · Р_x · + n · Р_к · ² · ф;

где Р_х, Р_к - потери холостого хода и короткого замыкания соответственно, приведенные в каталоге для данного вида трансформатора;

Т_р.бл. - средняя продолжительность планового ремонта блочного трансформатора;

ф - время максимальных потерь принимается равным Т_г.уст;

Потери энергии в автотрансформаторе связи

;

где q - количество автотрансформаторов связи;

n₃₃₀ - количество трёхфазных трансформаторов;

n₇₅₀ - количество однофазных трансформаторов;

Т_Р.АТ - продолжительность планового ремонта автотрансформатора;

ф_max, ф_min - время максимальных и минимальных потерь в автотрансформаторе при перетоках мощности S_max, S_min;

Для определения времени максимальных потерь обмоток необходимо знать время использования максимальной нагрузки каждой из обмоток автотрансформатора связи.

Зависимость времени максимальных потерь от продолжительности использования максимальной нагрузки

;

_АТ

где _АТ - время отведенное на ремонт автотрансформатора;

ф _max, ф _min - время максимальных и минимальных потерь в АТ при перетоках мощности S₁ и S₂, определяются:

ф _max - по графику зависимости времени максимальных потерь от продолжительности использования соответствующей нагрузки ф = f при Т_нагрmax = 6300 ч;

ф _min - по графику зависимости времени максимальных потерь от продолжительности использования соответствующей нагрузки ф = f при Т_min = 2410; по графику ф _max = 4500 ч, ф _min= 1200 ч.

ф = Т_г.уст = 7200 ч;

ф - время максимальных потерь.

Вариант № 1

Потери в блочных трансформаторах:

- для блочных трансформаторов, подключенных к РУ СН

для блочных трансформаторов, подключенных к РУ ВН

Потери в АТ связи:

Суммарные потери:

;

Вариант № 2

Потери в блочных трансформаторах:

- для блочных трансформаторов, подключенных к РУ СН

- для блочных трансформаторов, подключенных к РУ ВН

Потери в АТ связи:

Суммарные потери:

;

4. Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат

Вариант №1

Принимаем: - отчисления на обслуживание;

- отчисления на амортизацию;

в = 15 коп./ - стоимость 1 потерь электроэнергии.

- нормативный коэффициент экономической эффективности.

- годовые эксплуатационные издержки.

- минимальные приведенные затраты.

К - капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс. грн.

Д W_У - суммарные потери электроэнергии в основных элементах схемы выдачи мощности рассматриваемого варианта.

При расчете капиталовложений учитывается стоимость блочных трансформаторов, автотрансформаторов связи, резервных трансформаторов собственных нужд и выключателей РУ повышенного напряжения.

2. Подключение РТСН производится в количестве двух штук на одно присоединение, принимается по паре на два блока, а также осуществляется резервирование в количестве одной пары от соседней станции. Три пары РТСН подключаем к ОРУ 330 кВ, одну пару к ОРУ 150кВ на АЭС и одну пару РТСН подключаем к Ташлыкской гидроаккумулирующей электростанции, ТГАЭС.

Перечень и стоимость оборудования для варианта 1

Произведем расчет годовых эксплуатационных издержек и минимальных приведенных затрат.

Капиталовложения:

К = 97499 тыс. грн.

Годовые эксплуатационные издержки:

Минимальные приведенные затраты:

Вариант №2

Перечень и стоимость оборудования для варианта №2

Произведем расчет годовых эксплуатационных издержек и минимальных приведенных затрат.

Капиталовложения:

К = 89424 тыс. грн

Годовые эксплуатационные издержки:

Минимальные приведенные затраты:

По результатам расчета приведенных затрат каждого из вариантов видим, что наиболее выгодным и рациональным по технико-экономическим параметрам является второй вариант, т.к. для него приведенные затраты наименьшие среди представленных. Данный вариант принимается в качестве основного для дальнейших расчетов.

генератор трансформатор резервный мощность

Размещено на Allbest.ru