13) Особенности электроснабжения собственных нужд аэс

Потребители собственных нужд АЭС делятся на четыре группы. ЭП первой  группы, не допускают перерыва питания (ЭП системы управления и защиты реактора, системы контроля и измерений реактора, системы дозиметрического контроля радиоактивных излучений, ЭД аварийных маслонасосов системы регулирования и смазки турбины и т. п.).

ЭП второй группы, допускают перерыв питания на время не более 1-3 мин, что позволяет осуществить АВР от независимого источника (ЭД насосов, обслуживающих первый радиоактивный контур и его вспомогательные устройства, ЭП важных вспомогательных  систем - специальной  вентиляции, аварийного освещения, противопожарной защиты и т. п.). Для электроснабжения потребителей I и II групп выполняют специальные сети и источники надежного питания, наличие которых - специфичная особенность с. н. АЭС. ЭП третьей группы – это главные циркуляционные насосы (ГЦН) для реакторов с водяным и жидкометаллическим теплоносителем и  газодувки реакторов с газовым теплоносителем.

Потребители четвертой группы аналогичны  ТЭС. Схема электроснабжения электроприемников этой группы строится аналогично тому, как это делается на КЭС.

В нормальном режиме питание всех ЭП с. н. осуществляют отбором мощности от главных генераторов, работающих параллельно с энергосистемой.

 

14) Причины кратковременного нарушения нормального элктроснабжения двигателей собственных нужд и условия самозапуска

Для оценки успешности самозапуска необходимо  знать возможную длительность перерыва в электроснабжении, которая зависит от места короткого замыкания, как это показано на рисунке 14.3

Рисунок 14.3 - К определению времени перерыва питания ЭД СН

1. При  трехфазном к.з. в сети с. н. (точка К.1). Напряжение на шинах с. н. падает до нуля. Работает  РЗ - токовая отсечка и отключает выключатель В1. Время перерыва питания  tп,п = tз+, tв.отк =0,1+0;12=0,22 с.   Успешный самозапуск ЭД позволяет удержать энергоблок под нагрузкой.

2. При к.з. в цепи рабочего питания (точка К.2). РЗ отключает выключатели В2 и В4, АВР со временем действия tАВP переводит питание с. н. на резервный трансформатор (автоматически включаются  ВЗ и В5).

 Время перерыва питания при работе основных (например газовой) защит составит: tп,п = tз+, tв.отк + tАВP =0,1+0,12+ (0,4-0,6) =0,62—0,82 с.

При отказе основной защиты и действия резервной МТЗ время перерыва питания возрастет до tп,п =  (1—1,5)+0,12+(0,4—0,6)=1,52—2,22 с.

Энергоблок должен быть аварийно остановлен. Для безопасного останова необходимо обеспечить самозапуск двигателей дымососов, циркуляционных и конденсатных насосов и некоторых двигателей 0,4 кВ.

3. При к.з. во внешней сети (точка КЗ)на шинах с. н. имеет место глубокая посадка напряжения ниже (0,7—08) Uном. После отключения В6 напряжение восстанавливается. Успешный самозапуск ЭД с. н. сохраняет энергоблок под нагрузкой. Время нарушения нормального питания с. н. определяется временем отключения к. з., которое в случае действия основной защиты не превосходит 0,1-0,3 с, а при ее отказе и действии резервной защиты - 1,0 с.

При к. з. на линии и отказе линейного выключателя В6 работает устройство резервирования отказа выключателей (УРОВ) и с выдержкой времени tуров отключает все присоединения данной системы сборных шин, включая энергоблок. Если энергоблок может работать на холостом ходу, то самозапуск двигателей с. н. происходит через рабочий трансформатор с. н., и время перерыва нормального питания составит: tп,п = tуров +, tв.отк = (0,3 - 0,4) +0,08=0,38 - 0,48 с.

В тех случаях, когда режим холостого хода блока невозможен, после отключения  В4 энергоблок аварийно останавливается. Выключатель В2 тоже отключается, а устройство АВР подключает к шинам с. н. резервный трансформатор.  Тогда tп,п = tуров +, tв.отк + tАВP =(0.З - 0,4) + 0,12 +(0,4-0,6) = 0,89-1,12 с.

4. При отказах в технологической части, не требующих продолжительных восстановительных работ, работают технологические защиты, и при закрытии стопорных клапанов турбины формируются импульсы на отключение В2 и В4 блока. Работает  АВР.

Перерыв питания с. н. составит:

Успешный самозапуск электродвигателей с. н. позволяет перевести котел в растопочный режим, что убыстряет восстановление нормальной работы блока после устранения повреждения.

5. Ошибочное или самопроизвольное отключение рабочего питания с. н. ( отключение В2). Работает устройство АВР и переводит питание с. н. на резервный ТР. Перерыв питания равен времени действия АВР не более 0,4-),6 с. Последующий разворот электродвигателей с. н. позволяет сохранить блок в работе под нагрузкой.

Самозапуск двигателей может быть успешным и неуспешным. Успешным является лишь такой самозапуск, при котором ответственные ЭД достигают нормальной частоты вращения за время, допустимое по условиям сохранения устойчивости технологического режима электростанции и нагрева двигателей.

Допустимое время самозапуска двигателей для ТЭС среднего давления должно быть не более - 35 с  и определяется нагревом электродвигателей. Для  ТЭС высокого явления с поперечными связями по пару - 25 с (определяется устойчивостью режима котлов высокого давления, обладающих малой аккумулирующей способностью). Для блочных ТЭС с агрегатами мощностью более 150 МВт - 20 с (определяется условием сохранения технологического режима блока).  Для АЭС с малоинерционными ГЦН продолжительность самозапуска не должна превышать 1-2 с.

Длительность процесса самозапуска определяется временем перерыва нормального электроснабжения, параметрами элементов цепи питания, составом и характеристиками группы самозапускающихся ЭД.

Время перерыва электроснабжения с. н.  не должно превышать 0,7 с при отключении цепи рабочего питания дейст­вием основной защиты,  и 1,5 с при отключении цепи рабочего питания действием его резервной защиты и  2,0 с при отключении рабочего ТСН (с расщепленными обмотками НН) действием резервной защиты на стороне ВН.

Электромеханический переходный процесс, вызванный кратковременным снижением или исчезновением напряжения на шинах питания электродвигателей, имеет две характерные стадии: группового выбега и группового разворота (самозапуска) электродвигателей.

Расчет этого переходного процесса можно вести  строгим аналитическим расчетом путем совместного решения дифференциальных уравнений переходных процессов, графо-аналитическим методом последовательных интервалов и приближенным методом по значению начального напряжения на шинах питания группы самозапускающихся двигателей.

Строгий расчет процесса самозапуска возможен только с помощью ЭВМ. Графо-аналитический метод последовательных интервалов предполагает использование механических характеристик рабочих машин Mc=f(n) и электродвигателей Мд=f(n), а также кривых изменения сопротивления двигателя от частоты вращения zд=f(n) (или кривых изменения пусковых токов).

Рисунок 14.4 - Схема замещения для расчета самозапуска электродвигателей с. н.

Переходный процесс разбивают на малые интервалы времени ∆t. На каждом интервале принимают переменные величины (моменты Мд и Мc, сопротивления zд, напряжение на шинах питания Uш) неизменными и равными значениям, имевшим место в начале интервала. Напряжение на шинах определяют из схемы замещения, приведенной на рисунке 14.4.

.

Используя уравнение движения в конечных приращениях, получают для каждого двигателя приращение частоты вращения  за время ∆t:

.

Приближенный метод оценки успешности самозапуска заключается в определении начального напряжения группы электродвигателей, участвующих в самозапуске, и сопоставлении его значения с допускаемым Uш0 ≥ Uдоп