Проектирование атомной электростанции - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Проектирование атомной электростанции

Электрическая часть атомной электростанции мощностью 3000 МВт. Выбор генераторов. Обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции. Потери электрической энергии в трансформаторах. Расчет токов трехфазного короткого замыкания на шине 330 кВ.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Атомная электростанция (АЭС) - ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определенной проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом).
Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в кон-туре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000).
Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя может при-меняться также расплавленный натрий или газ. Использование натрия позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в натриевом контуре не превышает атмосферное), избавиться от компенсатора давления, но создаёт свои трудности, связанные с повышенной химической активностью этого металла.
Общее количество контуров может меняться для различных реакторов, схема на рисунке приведена для реакторов типа ВВЭР (Водо-водяной Энергетический Реактор). Реакторы типа РБМК (Реактор Большой Мощности Канального типа) использует один водяной контур, а реакторы БН (реактор на Быстрых Нейтронах) - два натриевых и один водяной контуры.
В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища, вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной электростанции.
В данном курсовом проекте рассматривается электрическая часть атомной электростанции (АЭС) мощностью 3000 МВт. На АЭС устанавливаются турбогенераторы: четыре турбогенератора мощностью 500 МВт каждый и пять турбогенераторов мощностью 200 МВт. Номинальное напряжение ОРУ ВН 500 кВ, ОРУ СН 330 кВ. Основным топливом, служащим для получения энергии, является ядерное топливо. Передача электроэнергии осуществляется по четырем воздушным линиям напряжением 500 кВ и пяти воздушным линиям напряжением по 330 кВ.
Генераторы выбираем по заданной в задании мощности, данные генераторов заносим в таблицу 2.1.
Все номинальные значения выбираем из [1, табл. 2.1].
Таблица 2.1 - Технические данные турбогенераторов
Полная мощность генератора определяется по формуле:
где - активная мощность генератора, МВт;
- реактивная мощность генератора, МВАр.
Определяем реактивную мощность генераторов по формуле:
где - тангенс угла, образуемый от коэффициента мощности.
1 .2 Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой электр о станции
Рисунок 2.1 - Первый вариант схемы проектируемой электростанции
Рисунок 2.2 - Второй вариант схемы проектируемой электростанции
1 .3 Выбор блочных трансформаторов
Определяем расход на собственные нужды одного генератора:
где P, % - активная мощность трансформатора собственных нужд в процентах от полной мощности установки, принимаем 5%;
- активная мощность установки, МВт;
- коэффициент спроса принимаем 0,8.
Определяем расход реактивной мощности на собственные нужды одного генератора:
где - активная мощность трансформатора собственных нужд, МВт;
Определяем полную мощность собственных нужд:
Определяем мощность блочного трансформатора:
Выбираем силовые трансформаторы для первого варианта схемы, номинальные данные трансформатора заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Технические характеристики трансформаторов
Определяем мощность укрупненного блока:
Выбираем силовые трансформаторы для второго варианта схемы, номинальные данные трансформаторов заносим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Технические характеристики трансформатора
1 .4 Выбор числа и мощности автотрансформаторов связи
Рекомендуется устанавливать два автотрансформатора связи.
Определяем расчетную нагрузку трансформатора в режиме минимальных нагрузок:
где ? - суммарная активная и реактивная мощность генераторов,
- активная и реактивная мощность, расходуемая на собственные нужды генераторов МВт, МВАр;
- минимальная активная и реактивная нагрузка линии на стороне 330 кВ, МВт, МВАр.
Определяем расчетную нагрузку трансформатора в режиме максимальных нагрузок:
где - активная и реактивная мощность, расходуемая на собственные нужды генераторов МВт, МВАр;
- максимальная активная и реактивная нагрузка линии на стороне 330 кВ, МВт, МВАр.
Определяем расчетную нагрузку трансформатора в аварийном режиме при отключении одного генератора по формуле:
За расчетную максимальную мощность принимаем мощность самого нагруженного режима:
Определяем мощность автотрансформатора:
где - коэффициент аварийной нагрузки трансформатора, при расчетах принимаем 1,4
Номинальные данные автотрансформатора заносим в таблицу 2.4
Таблица 2.4 - Технические характеристики автотрансформатора связи
1 .5 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН)
Трансформаторы собственных нужд выбираются в зависимости от мощности собственных нужд, каждого генератора.
При этом должно выполняться условие:
Выбираем трансформатор собственных нужд и заносим в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 - Технические характеристики трансформаторов собственных нужд
1 .6 Выбор резервных трансформаторов собственных нужд (РТСН)
Выбор резервных трансформаторов собственных нужд осуществляется по значениям самого мощного трансформатора собственных нужд.
Один резервный трансформатор собственных нужд присоединяется к обмотке НН автотрансформатора связи, а один к шине СН.
Номинальные данные резервных трансформаторов собственных нужд заносим в таблицу 2.6.
Таблица 2.6 - Технические данные резервных трансформаторов собственных нужд
2. Технико-экономическое сравнение двух вариантов схем проектируемой электростанции
2 .1 Технико-экономическое обоснование первого варианта структурной схемы
Определяем потери электрической энергии в трансформаторах, подключенных к шинам высшего и среднего напряжения по формуле:
Т - продолжительность работы трансформатора, принимаем Т=8760 ч;
- расчетная нагрузка трансформаторов;
- номинальная мощность трансформаторов;
- продолжительность максимальных потерь.
где - установленная продолжительность работы энергоблоков, принимаем равным 7100 ч.
а) Для трансформатора ТДЦ - 250000/330
Для трансформаторов ТЦ - 630000/500
Определяем потери электрической энергии в автотрансформаторах связи. Расчет ведется с учетом того, что обмотка низшего напряжения не нагружена:
где - удельные потери в обмотке ВН, кВт;
- удельные потери в обмотке СН, кВт.
Определяем потери в обмотках ВН и СН:
где , , - потери КЗ, для каждой пары обмоток;
Определяем наибольшую нагрузку обмоток ВН и СН (аварийный режим не учитываем):
где - максимальная расчетная нагрузка в режиме максимальных нагрузок, МВА.
Определяем суммарные годовые потери электрической энергии:
Определяем суммарные капиталовложения:
где К - стоимость одного трансформатора, руб.
Определяем годовые эксплуатационные издержки:
где - нормативные отчисления на амортизацию. Принимаем равным 6,4%;
-нормативные отчисления на обслуживание. Принимаем равным 2%;
- стоимость одного кВт·ч потерь электрической энергии. Принимаем равным 50 коп./кВт·ч.
где - нормативный коэффициент экономической эффективности.
2 .2 Технико-экономическое обоснование второго варианта структурной схемы
Определяем потери электрической энергии в трансформаторах, подключенных к шинам высшего и среднего напряжения по формуле (3.1.1):
Для трансформатора ТЦ-630000/330-71У1
Определяем потери электрической энергии в автотрансформаторах связи по формуле (3.1.3). Расчет ведется с учетом того, что обмотка низшего напряжения не нагружена:
Определяем потери в обмотках ВН и СН по формулам (3.1.4) и (3.1.5):
Определяем наибольшую нагрузку обмоток ВН и СН (аварийный режим не учитываем) по формуле (3.1.7):
Определяем суммарные годовые потери электрической энергии по формуле (3.1.8):
Определяем суммарные капиталовложения по формуле (3.1.9):
Определяем годовые эксплуатационные издержки по формуле (3.1.10):
Определяем общие затраты по формуле (3.1.11):
Для более удобного и наглядного сравнения двух вариантов структурных схем составим таблицу.
Таблица 3.1 - Сравнение двух вариантов структурных схем
Суммарные капиталовложения , тыс. руб.
Годовые эксплуатационные издержки , тыс. руб.
Произведенные расчеты показывают, что второй вариант структурной схемы с экономической точки зрения является выгоднее, чем первый вариант схемы. Таким образом, для дальнейших расчетов выбираем второй вариант схемы проектируемой электростанции.
3. Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Составляем расчетную схему, намечаем точки К.З.
Рисунок 4.1 - Расчетная схема для расчетов токов трехфазного короткого замыкания
Таблица 4.1 - Данные для расчета токов короткого замыкания
Сверхпереходное индуктивное сопротивление , о.е.
Напряжение короткого замыкания Uкз, %
3 .1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на шине 330 кВ
Составляем схему замещения для точки К-1.
Рисунок 4.2 - Схема замещения электростанции
За базовое напряжение принимаем напряжение шины, на которой произошло короткое замыкание, т.е. кВ.
Определяем величины сопротивлений элементов схемы.
Определим сопротивление генераторов:
где - Сверхпереходное индуктивное сопротивление, о.е.;
- номинальная мощность генератора, МВА.
Определяем сопротивление трансформаторов:
- номинальная мощность трансформатора, МВА.
Определяем сопротивление автотрансформатора:
где - напряжение короткого замыкания ВН-НН, %;
- напряжение короткого замыкания ВН - СН, %;
- напряжение короткого замыкания СН - НН, %.
Значения сопротивлений не учитываем, т.к. они не обтекаются током короткого замыкания.
Упрощаем схему относительно точки К-1.
Рисунок 4.3 - Упрощенная схема замещения электростанции
Рисунок 4.4 - Упрощенная схема замещения электростанции
Рисунок 4.5 - Упрощенная схема замещения электростанции
Рисунок 4.6 - Упрощенная схема замещения электростанции
Рассчитаем токи трехфазного короткого замыкания
Определяем начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:
где - сверхпереходное ЭДС источника питания, о.е. Принимаем равным 1,13 [2, табл. 3.2];
где - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени
затухания апериодической составляющей тока к.з. определяется по таблице. Принимаем [2, табл. 3.6].
Определяем значение периодической составляющей тока к.з. в момент времени ф:
где - коэффициент периодической составляющей. Определяем по кривым. Принимаем .
где - собственное время отключения выключателя, принимаем 0,08 с. для марки выключателя ВВ-330Б - 31,5/2000У1 [1, табл. 5.2]
Определяем номинальный ток источника питания:
где - номинальная мощность источника питания.
Определяем значение апериодической составляющей в момент времени ф:
- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.
Определим значение тока трехфазного короткого замыкания:
где - апериодическая составляющая тока к.з.;
- периодическая составляющая тока к.з.
Значение сверхпереходной ЭДС, , о.е.
Значение периодической составляющей в начальный момент времени, , кА
Номинальная мощность источника, , МВА
Номинальный ток источника питания, , кА
Значение периодической составляющей в момент времени ф, , кА
Значение апериодической составляющей в момент времени ф, , кА
Значение тока трехфазного короткого замыкания, , кА
3 .2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на шине 500 кВ
Рисунок 4.7 - Схема замещения электростанции
За базовое напряжение принимаем напряжение шины, на которой произошло короткое замыкание, т.е. кВ.
Определяем величины сопротивлений элементов схемы.
Определим сопротивление генераторов по формуле (4.1):
Определяем сопротивление трансформаторов по формуле (4.2):
атомный электростанция трансформатор замыкание
1 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
2 Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: издательский центр «Академия», 2004.
3 Правила устройства электроустановок. - 6-е изд. С изм. И доп. - М.: Госэнергонадзор, 2001.
Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой атомной электростанции по технико-экономическим показателям. Выбор силовых трансформаторов, обоснование упрощенных схем РУ разных напряжений. Расчет токов короткого замыкания, релейной защиты. дипломная работа [3,6 M], добавлен 04.08.2012
Порядок и основные этапы проектирования электростанции типа ГРЭС. Критерии и обоснование выбора генераторов. Выбор схем и трансформаторов на проектируемой электростанции. Технико-экономическое сравнение вариантов схем. Расчёт токов короткого замыкания. курсовая работа [764,4 K], добавлен 09.04.2011
Выбор генераторов исходя из установленной мощности гидроэлектростанции. Два варианта схем проектируемой электростанции. Выбор трансформаторов. Технико-экономические параметры электростанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор схемы собственных нужд. курсовая работа [339,3 K], добавлен 09.04.2011
Характеристика электрической части конденсационной электростанции, мощность которой 900 МВт. Анализ основного электрооборудования, выбор схемы электроснабжения. Особенности релейной защиты, выбор генераторов, расчет токов короткого замыкания и напряжения. дипломная работа [1,9 M], добавлен 22.06.2012
Выбор генераторов и трансформаторов на проектируемой электростанции. Обоснование упрощенных схем распределительных устройств разных напряжений. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей. курсовая работа [547,1 K], добавлен 21.12.2014
Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции, их технико-экономическое сравнение. Расчет токов короткого замыкания. Выбор способа синхронизации. Описание конструкций распределительного устройства. Расчет заземляющего устройства. дипломная работа [2,5 M], добавлен 09.06.2011
Выбор главной электрической схемы проектируемой электростанции. Расчет числа линий и выбор схем распределительных устройств. Технико-экономический расчет объекта. Выбор измерительных трансформаторов и токоведущих частей. Расчет токов короткого замыкания. дипломная работа [1,4 M], добавлен 02.12.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование атомной электростанции курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат Основные Сведения О Металлах И Сплавах
Реферат: Как рукодельничать и любое дело делать благословясь. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Виконавчі пристрої слідкуючих приводів
Курсовая работа: Социализации старшеклассников под влиянием телевидения
Курсовые Работы По Гигиене Темы
Реферат: Содержание и определение термина Электронная коммерция
Одиночество В Творчестве Лермонтова Сочинение
Реферат: Россия и ОАЭ. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Поняття гіпотези Її структура і види
Сочинение Что Я Жду От Уроков
Лекция по теме Молоді батьки і ранні діти: чи можлива така родина?
Курсовая Работа На Тему Преломление Света На Границе Раздела Двух Сред
Реферат: Realism And Theatre Essay Research Paper Realism
Контрольная Тестовая Работа 9 Класс
Правотворческая Инициатива Граждан Публичные Слушания Реферат
Реферат: Денежная кредитная политика государства
Учебное Пособие На Тему Mapinfo Professional 9.0 (Руководство Пользователя)
Мини Сочинение Описание Фотографии Моего Папы
Реферат: Ранние государства на территории Казахстана
Прибыль И Рентабельность Предприятия Курсовая 2022
Сеть ISDN - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа
Информационные системы - Программирование, компьютеры и кибернетика реферат
Разработка системы развития логического мышления младших школьников средствами учебного предмета "Математика" - Педагогика дипломная работа