Details

Данная работа посвящена проектированию электрической части атомной электростанции с тремя блоками на базе реакторов РБМК-1000 и исследованию аварийного режима работы синхронного генератора — несанкционированного включения в режиме асинхронного электродвигателя. В рамках работы решены следующие задачи: 1. Выбор основного электрооборудования: генераторов, блочных повышающих трансформаторов, автотрансформаторов связи, трансформаторов и резервных трансформаторов собственных нужд. 2. Технико-экономическое сравнение вариантов структурных схем станции и выбор главной схемы электрических соединений. 3. Расчёт токов короткого замыкания в характерных точках схемы. 4. Выбор коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоведущих частей для распределительных устройств 750 кВ, 330 кВ, генераторного напряжения и системы собственных нужд. 5. Проектирование системы собственных нужд: выбор электродвигателей, расчёт самозапуска и времени пуска наиболее мощного электродвигателя. 6. Анализ электромеханических процессов при включении синхронного генератора в режиме асинхронного электродвигателя. 7. Разбор аварии на Чернобыльской АЭС 1991 года, произошедшей вследствие несанкционированного подключения турбогенератора к энергосистеме в режиме выбега. 8. Имитационное моделирование режима асинхронного пуска генератора в среде Matlab Simulink. 9. Расчёт параметров включения синхронного генератора в режиме асинхронного электродвигателя в среде Excel. В практической части в результате проектирования было выбрано основное электротехническое оборудование, полный комплект коммутационного оборудования, проводников и защитных аппаратов.  Разработана принципиальная схема станции, а также схема собственных нужд. В исследовательской части выполнен анализ электромеханических процессов при включении турбогенератора ТВВ-500-2 в режиме асинхронного электродвигателя, проведён разбор аварии на ЧАЭС 1991 года, а также выполнено имитационное моделирование в среде Matlab Simulink и численный расчёт переходных параметров в среде Excel. Полученные результаты подтвердили высокую опасность данного режима для генераторного оборудования.

This work is devoted to the design of the electrical section of a nuclear power plant with three units based on RBMK-1000 reactors and to the investigation of an emergency operating condition of a synchronous generator – unauthorised connection in asynchronous motor mode. The following tasks were solved within the framework of the work: 1. Selection of the main electrical equipment: generators, unit step-up transformers, tie autotransformers, auxiliary and standby auxiliary transformers. 2. Technical and economic comparison of alternative plant single-line diagram configurations and selection of the main electrical connection scheme. 3. Calculation of short-circuit currents at characteristic points of the diagram. 4. Selection of switching devices, current and voltage instrument transformers, and current-carrying parts for switchgear of 750 kV, 330 kV, generator voltage, and the auxiliary power system. 5. Design of the auxiliary power system: selection of electric motors, calculation of self-starting and starting time of the most powerful electric motor. 6. Analysis of electromechanical processes when connecting a synchronous generator in asynchronous motor mode. 7. Examination of the 1991 accident at the Chernobyl NPP caused by unauthorised connection of a turbogenerator to the power system in run-down mode. 8. Simulation modelling of the asynchronous start-up mode of the generator in the Matlab Simulink environment. 9. Calculation of the connection parameters of a synchronous generator operating as an asynchronous motor using Excel. In the practical part, as a result of the design, the main electrical equipment, a complete set of switching devices, conductors, and protective apparatus were selected. A single-line diagram of the plant and the auxiliary power system diagram were developed. In the research part, an analysis of electromechanical processes during connection of the TVV-500-2 turbogenerator in asynchronous motor mode was performed, the 1991 Chernobyl NPP accident was examined, simulation modelling was carried out in the Matlab Simulink environment, and a numerical calculation of transient parameters was performed using Excel. The obtained results confirmed the high danger of this mode for generator equipment.