ЭлектрО

СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ (С.Н.) АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (АЭС). СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С. Н. АЭС НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

 

 Потребители с. н. АЭС третьей группы, не предъявляющие по­вышенных требований к надежности электроснабжения, получа­ют питание от трансформаторов собственных нужд, присоединен­ных отпайкой к энергоблокам генератор — трансформатор.

Основными напряжениями потребителей с. н. являются 6 и 0,4 кВ с перспективой перехода на более высокие напряжения 10 и 0,66 кВ. Так же как и на КЭС, распределительные устройства с. н. выпол­няются с одной секционированной системой шин.

Количество секций 6 (10) кВ нормальной эксплуатации выбира­ется в зависимости от числа ГЦН первого контура, допустимого количества одновременно отключаемых ГЦН (без срабатывания AЗ реактора), а также от количества и мощности устанавливаемых рабочих ТСН. Как правило, к одной секции не должно под­ключаться больше двух ГЦН при шести ГЦН на энергоблок и не более одного ГЦН при четырех ГЦН и менее на энергоблок. Об­щее чисто секций должно быть не менее двух на реактор. На каж­дую секцию предусматривается ввод от рабочего и резервного ис­точников питания.

Мощность рабочих трансформаторов с. н. выбирается по всей присоединенной нагрузке с. н. без перегрузки отдельных обмоток.

Рис. 1. Схема электроснабжения потребителей с. н. третьей группы одного блока АЭС с реакторами ВВЭР или РБМК (ГЦН с большой инерционной массой).

На рис. 1 показана схема электроснабжения потребителей с. н. третьей группы одного блока АЭС с реакторами ВВЭР или РБМК, имеющими ГЦН с большой инерционной массой. Число секций 6 кВ нормальной эксплуатации — четыре (по числу ГЦН): ВА, ВВ, ВС, BD. К этим секциям присоединяются электродвигатели: ГЦН, конденсатных и циркуляционных насосов турбин, се­тевых, дренажных насосов, насосов технической поды неответ­ственных потребителей, трансформаторы 6/0,4 кВ и линии к схе­ме надежного питания.

Каждая рабочая секция имеет ввод от резервной магистрали 6 кВ BL или ВМ (подобно схемам с.н. КЭС). Резервный трансфор­матор с. н. Т2 присоединяется к сборным шинам РУ низшего из повышенных напряжений, к сетевой подстанции или к другой электростанции, к обмотке третичного напряжения автотрансфор­маторов связи.

Число резервных трансформаторов с. н. принимается следу­ющим:

при отсутствии генераторных выключателей: один — при числе блоков генератор — трансформатор до двух; два — при числе бло­ков до шести включительно; два присоединенных и один готовый к замене — при числе блоков семь и более;

при наличии генераторных выключателей: один — при числе бло­ков до двух; один присоединенный и один готовый к перекатке — при числе блоков три и более.

Большее число резервных трансформаторов может быть установ­лено в мощных реакторных блоках 1500 и 2000 МВт и должно быть обосновано технико-экономическим расчетом. Магистрали резерв­ного питания секционируются через каждые два-три блока. Суммар­ная мощность резервных трансформаторов с. н. должна обеспечить замену рабочего трансформатора одного блока генератор — транс­форматор и одновременно пуск или останов реакторного блока. При наличии генераторных выключателей мощность резервного транс­форматора с. н. должна обеспечить останов реакторного блока.

Потребители 0,4 кВ третьей группы получают питание от блоч­ных трансформаторов ТБ (см. рис. 1), а также от трансформаторов 6/0,4 кВ объединенного вспомогательного корпуса, ОРУ, азотно-кислородной станции, компрессорной, ремонтного цеха, химводоочистки и т.д. На каждые шесть рабочих предусматривается один резервный трансформатор. Кроме того, предусматривается складской резерв.

Схема электроснабжения с. н. нормальной эксплуатации АЭС с реакторами на быстрых нейтронах строится но такому же прин­ципу; существенным отличием является необходимость присо­единения ГПН первого и второго контуров к секциям надежного питания.

Состав потребителей собственных нужд атомной элек­тростанции, их мощность и потребляемая электроэнер­гия зависят от типа электростанции и параметров основ­ного оборудования. Расход электроэнергии на собствен­ные нужды наиболее высок на АЭС с газовым теплоно­сителем при электродвигательном приводе газодувок. На АЭС с водным теплоносителем расход электроэнергии на собственные нужды существенно ниже.

Ответственные потребители собственных нужд АЭС делятся на три группы (1, 2, 3-я группы), а неответствен­ные составляют одну группу (4-ю группу). Деление на группы производится в зависимости от требований к на­дежности электроснабжения и соответственно допусти­мого времени перерыва питания. К потребителям 1-й группы относятся: система управления и защиты (СУЗ), система контрольно-измерительных приборов и устройств автоматики реактора, система дозиметрического контро­ля, аварийные циркуляционные и подпитывающие насо­сы, часть аварийного освещения, маслонасосы постоян­ного тока турбогенераторов и т. п. Перерыв питания по­требителей 1-й группы допустим на время не более 1-2 с.

К потребителям 2-й группы относятся: механизмы расхолаживания реактора (аварийные питательные на­сосы, аварийные насосы технической воды, насосы про­межуточного контура, насосы вентиляционных систем охлаждения 1-го контура), маслонасосы переменного тока турбогенераторов, валоповоротное устройство, пе­регрузочная машина и т. д. Перерыв питания потреби­телей 2-й группы допустим на время от 10 с до 2—3 мин.

Для потребителей 1-й и 2-й группы создается специ­альная система надежного питания от трех независи­мых источников, из которых один (аварийный) должен быть, как правило, автономным. В нормальном режиме потребители 1-й и 2-й групп переменного тока полу­чают питание от общей сети собственных нужд АЭС, а потребители постоянного тока — от обратимых двига­тель-генераторов или от специальных статических вы­прямительных устройств, одновременно обеспечиваю­щих подзаряд аккумуляторной батареи. В аварийных режимах — при потере питания от общей сети собствен­ных нужд — все потребители 1-й группы получают пита­ние от аккумуляторной батареи непосредственно либо через обратимые двигатель-генераторные агрегаты или статические (в том числе обратимые) преобразователи. Потребители 2-й группы в аварийных режимах получа­ют питание либо от дизель-генераторов, либо от газотурбинных установок с быстродействующим запуском (длительность запуска существующих установок состав­ляет от нескольких секунд до нескольких минут).

К потребителям 3-й группы относятся главные циркуляционные насосы (ГЦН) и газодувки (на АЭС с газо­вым теплоносителем). Потребители 3-й группы являют­ся наиболее мощными среди электроприемвиков собст­венных нужд и требуют высокой степени надежности питания ввиду необходимости обеспечения ядерной безо­пасности реактора. Для них допустим перерыв питания на время действия АВР, а в некоторых случаях, завися­щих от условий работы технологической схемы, для ча­сти ГЦН допустимо даже полное исчезновение питания.

Все независимые источники питания собственных нужд должны иметь 100%-ный резерв. Выбор независи­мых источников со 100%-ным резервированием произво­дится с учетом технологии производства, надежности работы, обеспечивающей ядерную безопасность, а также технико-экономических показателей АЭС.

На рис. 2 дана принципиальная схема питания собственных нужд блока с водо-водяным реактором. В этой схеме часть ГЦН нормально получают питание от вспомогательных генераторов, находящихся на общем валу с основными турбогенераторами, а два ГЦН имеют по две питающие линии, подключенные к разным секци­ям 6 кВ собственных нужд блока.

На рис. 3 приведена принципиальная схема пита­ния собственных нужд блока с водо-графитовым реак­тором.

Следует отметить, что в системе контроля, управле­ния, сигнализации, защиты и автоматики различных АЭС используется значительное число разнотипных ме­ханизмов и устройств, требующих для своего питания разнообразных по напряжению и частоте источников: постоянного тока с напряжениями 48, 60, 80, 110, 220, 1000 В; переменного тока с напряжениями 27, 60, 80, 110, 127, 230, 380 В и с частотой сети 1,7; 10; 12,5; 50; 400 Гц.

Наиболее высокие требования к надежности электро­снабжения ГЦН предъявляются на АЭС с водо-водяными реакторами под давлением (типа ВВЭР) при исполь­зовании в качестве ГЦН насосов бессальникового типа. Допустимый перерыв питания зависит от параметров реактора, а также от типа и числа ГЦН. При работе реактора с номинальной нагрузкой потеря всех ГЦН без срабатывания аварийной защиты (AЗ) допустима толь­ко на несколько десятых долей секунды. Потеря питания части ГЦН без срабатывания AЗ допустима, если обес­печено автоматическое снижение мощности реактора до уровня, соответствующего, новому уровню расхода тепло­носителя. Требования к надежности питания ГЦН ука­зываются в технических условиях на реактор.

После срабатывания AЗ необходима работа, части ГЦН для аварийного расхолаживания реактора. В ка­честве источников питания ГЦН в режиме аварийного расхолаживания могут быть использованы: специальные вспомогательные генераторы собственных нужд с авто-

 

Рис. 2. Принципиальная схема питания собственных нужд блока с водо-водяным реактором.

1— турбогенераторы блока; 2— вспомогательные генераторы с. н.; 3— рабочие трансформаторы с. н.; 4— пускорезервные трансфор­маторы с. н.; 5— рабочий дизель-генератор; 5— резервный дизель-генератор; 7— трансформатор сети надежного питания; 8— транс­форматор СУЗ и компенсаторов объема; 9— блочные трансформаторы 6/0.4 кВ; 10— общестанционный трансформатор 6/0.4 кВ; 11— резервный трансформатор 6/0,4 кВ; 12— трансформатор объединенного вспомогательного корпуса; 13— обратимые двигатель-генера­торы: 14— аккумуляторные батареи; 15— сеть надежного питания второй группы; 16— сеть надежного питания первой группы; ГЦН — главный циркуляционный насос; Д — прочие двигатели 6 кВ.

 

 

Рис. 3. Принципиальная схема питания собственных нужд блока с водо-графнтовым реактором

1 — турбогенераторы блока; 2 — рабочие трансформаторы с. н.; 3 —пускорезервные трансформаторы с. н.; 4 — рабочий дизель-гене­ратор; 5 — резервный двигатель-генератор; 6 — трансформаторы сети надежного питания; 7 — трансформаторы машинного зала; 8 — трансформаторы вентиляционного центра; 9 — трансформаторы аппаратного зала; 10 — резервный трансформатор 6/0,4 кВ; 11 — транс­форматор мастерских и химводоочистки; 12 — трансформатор компрессорной; 13 — трансформатор ОРУ; 14 — обратимые двигатель-генераторы; 15 — аккумуляторные батареи; 16 — сеть надежного питания 2-й группы; 17 — сеть надежного питания 1-й группы; ГЦН — главный циркуляционный насос; РВ — резервный возбудитель;  АПН — аварийный питательный насос; Д — прочие двига­теля 6 кВ.

 

номным приводом; энергия выбега основных турбогенераторов АЭС; независимые по сети линии от ближайших электростанций, особенно от ГЭС, допускающих быст­рый разворот и включение генераторов в сеть;

В нормальном режиме работы резервирование пита­ния потребителей переменного тока 1-й и 2-й группы осу­ществляется от зависимых источников питания (транс­форматоры собственных нужд, линии 380/220 В), а потребителей постоянного тока — либо от аккумуляторной батареи, либо от обратимых агрегатов.

К 4-й группе потребителей относятся все прочие по­требители собственных нужд АЭС, допускающие более длительные перерывы питания.