Расчет режима самозапуска резервного трансформатора собственных нужд АЭС

Самозапуск – это процесс автоматического восстановления нормального режима работы электродвигателей, механизмов с.н. после кратковременного нарушения электроснабжения, вызванного исчезновением или глубоким снижением питающего напряжения. После отключения питания или глубокой посадки напряжения происходит снижение частоты вращения электродвигателей под действием момента сопротивления. Этот процесс можно разделить на две стадии:

1. в первый момент исчезновения напряжения наблюдается групповой выбег агрегатов с.н., при котором из-за их взаимного влияния частота вращения снижается с одинаковой скоростью;

1. в дальнейшем в соответствии с механическими характеристиками происходит индивидуальный выбег агрегатов с.н.

При подаче напряжения питания осуществляется режим собственно самозапуска электродвигателей, когда частота вращения возрастает. Самозапуск будет успешным, если агрегаты с.н. развернутся до рабочей частоты вращения за время, не превышающее допустимую величину. Успешность самозапуска зависит от времени перерыва питания, параметров питающей сети, суммарной мощности не отключенных электродвигателей и их загрузки, а также от механических характеристик механизмов и других факторов.

При расчетах режима самозапуска электродвигателей с.н. должны использоваться конкретные данные и реальные режимы работы оборудования. Время перерыва питания с.н. для АЭС выбирают равным 0,7 ÷ 2 секунды. Продолжительность самозапуска не должна превышать 20 секунд для блочных электростанций с турбогенераторами мощностью 160 МВт и более.

В проектах электростанций выявление успешности самозапуска электродвигателей напряжением 6 кВ осуществляется по методу, связанному с определением начального напряжения на выводах электродвигателей в первый момент собственно режима самозапуска. Принимается, что самозапуск будет успешным, если начальное напряжение подаваемое на электродвигатели после включения резервного источника питания составит не менее (0,6 ÷ 0,65) U_ном.

В качестве режима самозапуска от резервного ТСН принимаем самозапуск одновременно с четырех секций в результате отключения энергоблока и посадки стопорных клапанов турбины. По окончании самозапуска электродвигателей четырех секций должно восстанавливаться напряжение на шинах с.н. для обеспечения нормального останова блока.

Для обеспечения успешного самозапуска в тяжелых режимах на АЭС предусматривается отключение некоторых электродвигателей, не влияющих на технологический режим работы блока. Проектными организациями определен перечень механизмов, участвующих в самозапуске. В этом перечне определена группа механизмов, подлежащих отключению для облегчения самозапуска при его затягивании. Основные механизмы этого перечня приведены в таблице 5.

Таблица №6 – Перечень механизмов с.н. блока АЭС, участвующих в самозапуске

/ Таблица №6 /

Наименование механизма	Кол-во	S, кВА	Примечание
Циркуляционный насос (градирня) Циркуляционный насос конденсатора Насос замкнутого контура ОГЦ Насос гидростатического подъема ротора   Итог:			Отключение не предус-мотрено
ГЦН Вспомогательный питательный насос Конденсатные насосы 1 и 2 ступеней Подпиточный насос Сетевой насос Сливной насос ПНД – 3 Трансформатор 6,3 / 0,4 (0,22) кВ Насос технич. воды ответственных потребителей Насос откачки сепаратора   Итог:	3/5		Отключение от защиты с временем второй ступени 3 ÷ 9 сек. при напряжении 0,5 Uном и ниже.
Суммарная нагрузка

 

В качестве расчетного режима принимаем режим самозапуска одновременно с 2-х секций.

Составляем расчетную схему замещения:

~

Uc

Uш2

Uш2

М1э

М2э

Хc

Хв

Хн1

Хн2

Хм1

Хм2

 

Расчётная схема замещения

Резервный ТСН:

ТРДНС 63000 / 330, U_в = 330 кВ, U_н = 6,3/6,3 кВ, u_к.вн = 11%, u_{к.нн1-нн2} = 28%.

 

Определяем параметры электродвигателей, участвующих в самозапуске: U_дв.н.= 6 кВ.

Номинальный ток двигателей:

· Номинальный ток двигателей первой секции:

 

· Номинальный ток двигателей второй секции:

· Номинальный ток трансформаторов 6,3 / 0,4 кВ:

 

Выбираем базисные величины: S_б = 63 МВА; б. напряжение U_б = 6 кВ.

Определяем параметры расчетной схемы замещения:

 

· сопротивление системы:

 

 

· сопротивление РТСН с расщепленными обмотками в о.е

· сопротивление обмотки ВН РТСН:

Х_в = 0,125∙ Х_в-н=0,125∙0,11=0,01375

 

· сопротивление обмоток низкого напряжения

X_нн1= X_нн2=1,75∙ Х_в-н=1,75∙0,11=0,192

 

· сопротивление магистралей от РТСН до cекций нормальной эксплуатации:

Х_м1 = Х_м2 = Х_уд · l_м · S_б / U_б² = 0,2 · 0,2 · 63/ 6² = 0,07

 

где:

Х_уд – удельное сопротивление, Х_уд = 0,2 Ом / км;

l_м – длина магистралей резервного питания

 

· Напряжение сети, приведенное к стороне НН РТСН:

 

где:

U_вн− напряжение сети в точке включения трансформатора с.н. в момент самозапуска.

U_отв, U_нн − напряжение ответвления обмотки высшего напряжения, при котором осуществляется самозапуск, и обмотки низкого напряжения.

 

· Сопротивления ЭД

· Напряжение на секциях с.н. при самозапуске в о.е, в пренебрежении активными сопротивлениями элементов питающей сети и загрузок определяется по выражению:

 

 

где:

 

 

Так как U_ш1> 0.6 U_ш2>0.6 то можно сделать вывод о том, что выбранные трансформаторы удовлетворяют условиям самозапуска.