Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов и трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ.

Известно, что проектируемая станция имеет реакторные установки БН-600. Суммарная мощность АЭС составляет 1800 МВт. Принимается 6 генераторов по 300 МВт (суммарная мощность 1800 МВт).

Для обеспечения связи между РУ-330 кВ и РУ-110 кВ устанавливаются автотрансформаторы АТ.

Т.к. на станциях не используются автотрансформаторы связи с номинальным напряжением обмоток 35 кВ, ОРУ-35 кВ в проектируемой схеме получает питание от ОРУ-330 кВ через 3 силовых трансформатора 330/35 кВ (согласно задания, к ОРУ-330 кВ подключено 3 ОРУ – 35 кВ).

Возможный вариант схемы представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема проектируемой АЭС

Выбор турбогенераторов, блочных трансформаторов и                               автотрансформаторов связи

Выбор турбогенераторов

По заданию мощность АЭС составляет 1800 МВт. Для установки на станции выбирается 6 турбоагрегатов мощностью 300 МВт каждый.

По заданной активной мощности генератора Р_г = 300 МВт и каталожным данным выбираем турбогенератор ТГВ-300-2У3 с параметрами:

Р_г = 300 МВт – номинальная активная мощность;

U_г = 20 кВ – номинальное напряжение;

cosφ_г = 0,85 – коэффициент мощности генератора.

Вычисляем полную мощность, выдаваемую генератором:

S_г = Р_г/cosφ_г = 300/0,85 = 353 МВА.

Выбор блочных трансформаторов

Блочные трансформаторы выбираются по:

- номинальной мощности S_ном (по перетоку мощности);

- высшему напряжению U_ВН (по напряжению РУ);

- низшему напряжению U_НН (по напряжению генератора).

По вычисленному перетоку мощности S = 328 МВА выбираем следующие блочные трансформаторы:

- для РУ-110 трансформаторы ТДЦ-400000/110 с параметрами:

S_ном = 400 МВА (> 328 МВА);

U_ВН = 121 кВ (напряжение РУ 110 кВ указано в задании);

U_НН = 20 кВ (напряжение выбранного генератора);

u_к = 11% – напряжение короткого замыкания.

 - для РУ-330 трансформаторы ТДЦ-400000/330 с параметрами:

S_ном = 400 МВА (> 328 МВА);

U_ВН = 347 кВ (напряжение РУ 330 кВ указано в задании);

U_НН = 20 кВ (напряжение выбранного генератора);

u_к = 13% – напряжение короткого замыкания.

Выбор автотрансформаторов связи

По выходным данным с учетом U_ВН = 330 кВ и U_СН = 110 кВ имеем несколько вариантов установки АТ связи, отличающиеся номинальной мощностью:

- 3 однофазных АОРЦТ-135000/330/110 мощностью 3∙135 = 405 МВА;

- 1 трехфазный АТДЦН-500000/330/110 мощностью 500 МВА;

- 3 однофазных АОДЦТН-167000/330/110мощностью 3∙167 = 501 МВА;

- 3 однофазных АОДЦТН-267000/330/110мощностью 3∙267 = 801 МВА.

Окончательный выбор мощности АТ производится по перетоку мощности через автотрансформатор.

По максимальной мощности 297 МВА, протекающей через АТ связи, окончательно выбираем 3 однофазных автотрансформатора АОРЦТ-135000/330/110 с параметрами:

S_ном = 3∙135 = 405 МВА (< 297 МВА);

U_ВН = 330 кВ;

U_СН = 110 кВ;

u_кв-с = 9,5%.

Из всех возможных вариантов, рассмотренных выше, выбран автотрансформатор связи с минимальной номинальной мощностью. Это говорит о том, что структурная схема типа «2/4» (2 присоединения к ОРУ-110 кВ и 4 – к ОРУ-330 кВ) выбрана корректно (рис.1). В противном случае пришлось бы рассмотреть иную структурную схему электростанции – например, «1/5» или «3/3».

Расчет параметров схемы замещения всех трансформаторов.

Составление схемы замещения

В соответствии со схемой электрических соединений (рис.1) составляется расчетная схема замещения (рис.2), где обозначены сверхпереходные ЭДС генераторов, асинхронных электродвигателей и эквивалентные ЭДС энергосистем 330 и 110 кВ.

Как видно из рисунка, генераторы, энергосистема и электродвигатели СН замещаются ЭДС и сопротивлением. Все остальные элементы – трансформаторы, автотрансформаторы, ЛЭП, МРП – замещаются только сопротивлениями.

Сопротивления генераторов, двухобмоточных трансформаторов без расщепления, воздушных линий и МРП, энергосистем примыкания и двигателей моделируются однолучевой схемой замещения. Сопротивления двухобмоточных трансформаторов с расщепленными обмотками, а также трехобмоточных автотрансформаторов связи моделируются трехлучевой схемой замещения. Что касается АТ связи, у которых третичная обмотка не имеет присоединений, то такие АТ допустимо замещать однолучевой схемой.

Выключатели, разъединители, токоведущие части малой длины в схему замещения не входят, т.к. их сопротивления пренебрежимо малы.

Рисунок 2 - Расчетная схема замещения

Выбор базисных условий

Расчет производится в относительных единицах с последующим пересчетом токов в именованные единицы. Для приведения параметров элементов схемы к единым базисным условиям, для всех точек КЗ принимается единая базисная мощность S_б = 1000 МВА. Указанное значение базисной мощности выбирается произвольно, из соображений удобства расчетов.

Базисное напряжение принимается равным среднеэксплуатационному напряжению:

U_б1 = 121 кВ; U_б2 = 347 кВ; U_б3 = U_б4 = 20 кВ; U_б5 = U_б6 = 6,3 кВ.

Базисные токи вычисляются, исходя из единой базисной мощности:

I_б1 = = 2,510 кА;

I_б2 = = 1,121 кА;

I_б3 = I_б4 = = 28,87 кА;

I_б5 = I_б6 = = 91,64 кА.