20. 1 Выбор мощности основных (рабочих) трансформаторов собственных нужд

Мощность основных трансформаторов собственных нужд (ОТСН) электростанций выбирается по расчетной нагрузке секций нормальной эксплуатации с учетом нагрузки общестанционных потребителей собственных нужд.

При выборе мощности ОТСН необходимо иметь в виду, что:

• часть механизмов собственных нужд работают только в аварийных режимах (например, спринклерные насосы, насосы аварийного впрыска бора и др.);

• многие механизмы собственных нужд являются резервными в каждом элементе технологической схемы ЭС (например, конденсатные насосы турбины);

• часть механизмов и электроприёмников работают периодически (например, сварка, освещение).

Кроме того, мощность электродвигателей механизмов выбирается с учётом ухудшения условий работы в процессе эксплуатации, иногда завышается из-за тяжёлых условий пуска, наконец, выбор мощности по каталогу также приводит к увеличению мощности электродвигателей против расчетной.

Определение действительной нагрузки ОТСН на стадии проектирования представляет сложную задачу из-за зависимости её от ряда факторов:

• коэффициента загрузки двигателя, который принимается по опыту эксплуатации прототипных блоков ЭС (Таблица 20.1);

• КПД η и коэффициента мощности cos φ_дв электропотребителей, включённых на секции с напряжением 6,3 кВ (выбирается из каталогов на электродвигатели соответствующей мощности и назначения);

• наличия резервных механизмов и механизмов, не работающих в нормальном режиме;

• количества и загрузки трансформаторов второй ступени напряжения (6,3/0,4 кВ).

При проектировании применяют упрощённую методику определения S_расч. кВА, которая использует расчетные переводные коэффициенты К_расч. для групп электродвигателей и для трансформаторов второй ступени [20.1].

Расчетная нагрузка на ОТСН, подключенный ответвлением к генераторному токопроводу, составляет

, (20.1)

Таблица 20.1

Наименование потребителя	Число		Рнд кВт или Sтн кВт	КПД н%	cosн	Коэффи циент загрузки Кзгр
	установ ленных	работа ющих
Главный циркуляционный насос Циркуляционный насос 1 скорость Циркуляционный насос 2 скорость Конденсатный насос 1 ступени Конденсатный насос 2 ступени Подъёмный насос Насос замкнутого контура ОГЦ Сливной насос ПНД-1 Сетевой насос Насос неответственных потребителей Насос градирен Подпиточный насос Сливной насос ПНД-3 Конденсатный насос ПСВ Насос гидростатического подъема ротора Насос технической воды ответственных потребителей Насос промывочной воды электромагнитных фильтров Электродвигатель хамводоочистки Трансформатор второй ступени Трансформатор АБП	4 3 3 3 3 1 2 3 4 2 4 3 3 2 2 6 2 5 30 5	4 2 3 2 2 1 1 2 2 1 2 3 2 1 1 3 2 5 30 5	8000 2500 4000 1000 1600 320 630 315 680 1000 4000 800 500 250 250 630 250 250 1000 400	97,5 97,0 96,9 95,5 96,5 91,0 93,5 93,7 94,1 95,5 96,9 93,0 93,0 90,0 90,0 93,5 90,0 90,0 99,5 -	0,90 0,89 0,92 0,85 0,89 0,76 0,85 0,88 0,87 0,85 0,92 0,88 0,84 0,77 0,77 0,85 0,77 0,77 1,00 -	0,67 0,88 0,88 0,62 0,62 0,64 0,64 0,64 1,00 1,00 0,45 0,93 0,60 0,64 0,50 0,64 0,90 0,90 1,00 1,00

где К_расч.д1 – расчетный переводной коэффициент для группы двигателей первой ступени напряжения (6,3 кВ) общим числом n_д1;

S_расч.д1 – расчетная потребляемая мощность каждого из двигателей первой ступени напряжения; определяется по формуле

(20.2)

К_расч.Т2 - расчетный переводной коэффициент для группы трансформаторов второй ступени напряжения общим числом n_T2;

S_нт2 – номинальная мощность каждого из трансформаторов второй ступени.

Необходимо подчеркнуть, что в величину S_расч. включают все электродвигатели и трансформаторы первой ступени, включенные на секции нормальной эксплуатации, а также электродвигатели и трансформаторы секций надёжного питания, работающие в нормальном режиме (например, насосы технической воды ответственных потребителей, трансформаторы питания АБП и т.д.).

Электродвигатели, работающие эпизодически, а также электродвигатели механизмов систем расхолаживания, работающие только в аварийном режиме, при определении S_расч. не учитывают.

На основе опыта проектирования и эксплуатации обычно принимают К_расч.д1 = К_расч.т2 = 0,9. Для электродвигателей механизмов АЭС, не вошедших в типовой перечень таблицы 20.1, коэффициент загрузки может принимать значения из диапазона К_3гр = 0,65…0,85, а значения _ном.д и cos_нд следует принимать по каталожным данным электродвигателей, устанавливаемых на проектируемой ЭС.

Расчетную нагрузку трансформаторов второй ступени также можно определить через расчетные переводные коэффициенты. Ввиду неоднородности состава электроприемников их разбивают на четыре группы с соответствующими значениями обобщенных переводных коэффициентов. Тогда расчетная формула приобретает вид

(20.3)

где - суммарная номинальная мощность постоянно работающих электродвигателей второй ступени единичной мощностью 50…200 кВт (при напряжении 0,4 кВ;

- суммарная номинальная мощность периодически работающих электродвигателей второй ступени единичной мощностью менее 100 кВт;

- суммарная номинальная мощность электродвигателей задвижек, колонок дистанционного управления и т.д.;

- суммарная номинальная нагрузка освещения и электрообогрева.

Учитывая сложность определения расчетного значения S_расч.т2 , в учебном проектировании число и мощность трансформаторов второй ступени (6,3/0,4 кВ) принимаются по аналогии с действующими блоками АЭС.

При проектировании электрической части ЭС определение расчетной нагрузки ОТСН на напряжении 6.3 кВ целесообразно проводить в табличной форме (Таблица 20.2).

Распределение потребителей по секциям необходимо произвести таким образом, чтобы трансформаторы, питающие каждую пару секций нормальной эксплуатации (ВА и ВВ; ВС и ВД), были нагружены примерно одинаково. При этом расщеплённые обмотки каждого из трансформаторов также должны быть нагружены примерно одинаково.

Таблица 20.2

Наименование потребителей	Число		Рнд кВт или Sт кВт	Расчетная нагрузка на трансформатор	Распределение нагрузки по секциям
					ВА+BJ+BV		BB+BW		BC+BX		ВД+ВК
					nуст	Sрасч.т1 кВА	nуст	Sрасч.т1 кВА	nуст	Sрасч.т1 кВА	nуст	Sрасч.т1 кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ГЦН ЦН 1скор. - КН 2ступ - Насос градирен -	4 3 - 3 - 4 -	4 3 - 2 - 2 -	8000 2500 - 1600 - 4000 -	6108 2548 - 1155 - 2027 -	1 1 - 1 - 1 -	6108 2548 - - 2027 -	1 - 1 - 1 -	6108 - 1155 - -	1 1 - 1 - 1 -	6108 2548 - 1155 - -	1 1 - - 1 -	6108 2548 - - 2027 -
Расчетная нагрузка на расщепленную обмотку					29087		28201		31088		30806
Расчетная нагрузка на ОТСН с учетом Красч. = 0,9					0,957288				0,961894

С целью повышения надежности функционирования технологической схемы АЭС потребители одинакового назначения должны включаться на разные секции нормальной эксплуатации.

С целью углубления знаний по электроснабжению потребителей собственных нужд в таблицу 20.2 следует включать и электродвигатели механизмов систем расхолаживания, работающие только в аварийном режиме, но при определении S_расч. их мощности не учитывать.