Рекомендации по выбору мощности блочного трансформатора атомных электростанций
Ключевые слова:
атомная электростанция, энергоблок, турбогенератор, блочный повышающий трансформатор, ток, короткое замыкание, активная мощность, реактивная мощность
Аннотация
В статье приведён анализ особенностей выбора номинальной мощности повышающего трансформатора энергоблоков атомных электростанций. Анализ выполнен на основе положений международного стандарта IEEE C57.116-2022, являющегося руководством по трансформаторам, подключенным к турбогенераторам, с учётом определения термина «номинальная мощность трансформатора» по российскому и европейскому стандартам (ГОСТ 16110-82 и ГОСТ 30830-2002). Определение данного термина в указанном руководстве отличается от принятого в России и странах Евросоюза. Рассмотрен пример аналитического расчёта установившегося значения полной мощности блочного повышающегося трансформатора в режимах генерации и потребления реактивной мощности (индуктивный и емкостный режимы работы турбогенератора). Расчет подтверждён результатами моделирования в программном комплексе ЕТАР. Обоснована нецелесообразность выбора номинальной мощности блочных повышающих трансформаторов из стандартизованного ряда номинальных мощностей по ГОСТ 17544-85 и ГОСТ 9680-77. Показано негативное влияние завышения номинальной мощности трансформатора на значение максимального тока трёхфазного короткого замыкания в цепи генераторного напряжения (на участке главной схемы электрических присоединений между турбогенератором и повышающим трансформатором) энергоблока атомной электростанции.
Литература
1. ГОСТ 17544-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 220, 330, 500 и 750 кВ. Технические условия. М: Издательство стандартов, 1986, 38 c.
2. ГОСТ 9680-77. Трансформаторы силовые мощностью 0,01 кВ∙А и более. Ряд номинальных мощностей. М.: Издательство стандартов, 1977, 4 c.
3. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Проблемы выбора основного электрооборудования в цепи генератора энергоблоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2022, № 5, с. 14–19.
4. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Способы снижения токов короткого замыкания в цепи генератора при проектировании блоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2022, № 7, с. 17–24.
5. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Обоснование перспектив выбора основного электрооборудования в цепи генератора энергоблоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2023, № 3, с. 26–33.
6. РД 210.006-90. Правила технологического проектирования атомных станций (с реакторами ВВЭР). М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1990, 197 с.
7. РД 210.019-92. Правила технологического проектирования атомных станций с реактором типа БН с натриевым теплоносителем. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1992, 256 с.
8. РД 210.036-93. Руководство по проектированию главной схемы электрических соединений АЭС. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1993, 53 с.
9. РД 210.037-93. Руководство по проектированию схемы электроснабжения собственных нужд АЭС. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1993, 74 с.
10. ГОСТ Р 55195-2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 47 с.
11. IEEE C57.116-2022. Guide for Transformers Directly Connected to Generators». IEEE, 2023, 57 p.
12. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2005, 27 с.
13. ГОСТ 30830-2002 (МЭК 60076-1-93). Трансформаторы силовые. Ч. 1. Общие положения. М.: Издательство стандартов, 2003, 31 c.
14. ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2007, 45 с.
15. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. М.: Стандартинформ, 2010, 72 с.
16. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки. М.: Стандартинформ, 2009, 38 с.
#
1. GОSТ 17544-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya klassov napryazheniya 220, 330, 500 i 750 kV. Tekhnicheskie usloviya (General-Purpose 220, 330, 500 and 750 kV Power Oil Transformers. Specifications). М: Izdatel'stvo standartov, 1986, 38 p.
2. GОSТ 9680-77. Transformatory silovye moshchnost'yu 0,01 kV∙A i bolee. Ryad nominal'nyh moshchnostey (Power Transformers from 0,01 kVA and above. Series of Power Ratings). М: Izdatel'stvo standartov, 1977, 4 p.
3. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2022, No. 5, pp. 14–19.
4. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2022, No. 7, pp. 17–24.
5. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2023, No. 3, pp. 26–33.
6. RD 210.006-90. Pravila tekhnologicheskogo proektirovaniya atomnyh stantsiy (s reaktorami VVER) (Rules of Technological Design of Nuclear Power Plants (with VVER Reactors)). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1990, 197 p.
7. RD 210.019-92. Pravila tekhnologicheskogo proektirovaniya atomnyh stantsiy s reaktorom tipa BN s natrievym teplonositelem (Rules of Technological Design of Nuclear Power Plants with BN Type Reactor with Sodium Coolant). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1992, 256 p.
8. RD 210.036-93. Rukovodstvo po proektirovaniyu glavnoy skhe-my elektricheskih soedineniy AES (Guidelines for the Design of the Main Circuit of Electrical Connections of Nuclear Power Plants). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1993, 53 p.
9. RD 210.037-93. Rukovodstvo po proektirovaniyu skhemy elektrosnabzheniya sobstvennyh nuzhd AES (Guidelines for Designing a Power Supply Scheme for Own Needs of Nuclear Power Plants). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1993, 74 p.
10. GОSТ Р 55195-2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 kV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A.C. Voltages from 1 up to 750 kv. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). М.: Standartinform, 2014, 47 p.
11. IEEE C57.116-2022. Guide for Transformers Directly Connected to Generators. IEEE, 2023, 57 p.
12. GОSТ 16110-82. Transformatory silovye. Terminy i opredeleniya (Power Transformers. Terms and Definitions). М.: Standartinform, 2005, 27 p.
13. GОSТ 30830-2002 (МЭК 60076-1-93). Transformatory silovye. Ch. 1. Obshchie polozheniya (Power transformers. Part 1. General provisions). М.: Izdatel'stvo standartov, 2003, 31 c.
14. GОSТ R 52719-2007. Transformatory silovye. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Power Transformers. General Specifications). М.: Standartinform, 2007, 45 p.
15. GОSТ 15150-69. Mashiny, pribory i drugie tekhnicheskie izdeliya. Ispolneniya dlya razlichnyh klimaticheskih rayonov. Kategorii, usloviya ekspluatatsii, hraneniya i transportirovaniya v chasti vozdeystviya klimaticheskih faktorov vneshney sredy (Machines, Instruments and Other Industrial Products. Modifications for Different Climatic Regions. Categories, Operating, Storage and Transportation Conditions as to Environment Climatic Aspects Influence). М.: Standartinform, 2010, 72 p.
16. GОSТ 14209-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya. Dopustimye nagruzki (General-Purpose Oil-Immersed Power Transformers. Permissible Loads). М.: Standartinform, 2009, 38 p.
2. ГОСТ 9680-77. Трансформаторы силовые мощностью 0,01 кВ∙А и более. Ряд номинальных мощностей. М.: Издательство стандартов, 1977, 4 c.
3. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Проблемы выбора основного электрооборудования в цепи генератора энергоблоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2022, № 5, с. 14–19.
4. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Способы снижения токов короткого замыкания в цепи генератора при проектировании блоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2022, № 7, с. 17–24.
5. Андреев Д.А., Назарычев А.Н., Фольварчук А.С. Обоснование перспектив выбора основного электрооборудования в цепи генератора энергоблоков большой мощности атомных электростанций. – Электрические станции, 2023, № 3, с. 26–33.
6. РД 210.006-90. Правила технологического проектирования атомных станций (с реакторами ВВЭР). М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1990, 197 с.
7. РД 210.019-92. Правила технологического проектирования атомных станций с реактором типа БН с натриевым теплоносителем. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1992, 256 с.
8. РД 210.036-93. Руководство по проектированию главной схемы электрических соединений АЭС. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1993, 53 с.
9. РД 210.037-93. Руководство по проектированию схемы электроснабжения собственных нужд АЭС. М.: Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, 1993, 74 с.
10. ГОСТ Р 55195-2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 47 с.
11. IEEE C57.116-2022. Guide for Transformers Directly Connected to Generators». IEEE, 2023, 57 p.
12. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2005, 27 с.
13. ГОСТ 30830-2002 (МЭК 60076-1-93). Трансформаторы силовые. Ч. 1. Общие положения. М.: Издательство стандартов, 2003, 31 c.
14. ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2007, 45 с.
15. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. М.: Стандартинформ, 2010, 72 с.
16. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки. М.: Стандартинформ, 2009, 38 с.
#
1. GОSТ 17544-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya klassov napryazheniya 220, 330, 500 i 750 kV. Tekhnicheskie usloviya (General-Purpose 220, 330, 500 and 750 kV Power Oil Transformers. Specifications). М: Izdatel'stvo standartov, 1986, 38 p.
2. GОSТ 9680-77. Transformatory silovye moshchnost'yu 0,01 kV∙A i bolee. Ryad nominal'nyh moshchnostey (Power Transformers from 0,01 kVA and above. Series of Power Ratings). М: Izdatel'stvo standartov, 1977, 4 p.
3. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2022, No. 5, pp. 14–19.
4. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2022, No. 7, pp. 17–24.
5. Andreev D.A., Nazarychev A.N., Fol'varchuk A.S. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2023, No. 3, pp. 26–33.
6. RD 210.006-90. Pravila tekhnologicheskogo proektirovaniya atomnyh stantsiy (s reaktorami VVER) (Rules of Technological Design of Nuclear Power Plants (with VVER Reactors)). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1990, 197 p.
7. RD 210.019-92. Pravila tekhnologicheskogo proektirovaniya atomnyh stantsiy s reaktorom tipa BN s natrievym teplonositelem (Rules of Technological Design of Nuclear Power Plants with BN Type Reactor with Sodium Coolant). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1992, 256 p.
8. RD 210.036-93. Rukovodstvo po proektirovaniyu glavnoy skhe-my elektricheskih soedineniy AES (Guidelines for the Design of the Main Circuit of Electrical Connections of Nuclear Power Plants). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1993, 53 p.
9. RD 210.037-93. Rukovodstvo po proektirovaniyu skhemy elektrosnabzheniya sobstvennyh nuzhd AES (Guidelines for Designing a Power Supply Scheme for Own Needs of Nuclear Power Plants). М.: Ministerstvo atomnoy energetiki i promyshlennosti SSSR, 1993, 74 p.
10. GОSТ Р 55195-2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 kV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A.C. Voltages from 1 up to 750 kv. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). М.: Standartinform, 2014, 47 p.
11. IEEE C57.116-2022. Guide for Transformers Directly Connected to Generators. IEEE, 2023, 57 p.
12. GОSТ 16110-82. Transformatory silovye. Terminy i opredeleniya (Power Transformers. Terms and Definitions). М.: Standartinform, 2005, 27 p.
13. GОSТ 30830-2002 (МЭК 60076-1-93). Transformatory silovye. Ch. 1. Obshchie polozheniya (Power transformers. Part 1. General provisions). М.: Izdatel'stvo standartov, 2003, 31 c.
14. GОSТ R 52719-2007. Transformatory silovye. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Power Transformers. General Specifications). М.: Standartinform, 2007, 45 p.
15. GОSТ 15150-69. Mashiny, pribory i drugie tekhnicheskie izdeliya. Ispolneniya dlya razlichnyh klimaticheskih rayonov. Kategorii, usloviya ekspluatatsii, hraneniya i transportirovaniya v chasti vozdeystviya klimaticheskih faktorov vneshney sredy (Machines, Instruments and Other Industrial Products. Modifications for Different Climatic Regions. Categories, Operating, Storage and Transportation Conditions as to Environment Climatic Aspects Influence). М.: Standartinform, 2010, 72 p.
16. GОSТ 14209-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya. Dopustimye nagruzki (General-Purpose Oil-Immersed Power Transformers. Permissible Loads). М.: Standartinform, 2009, 38 p.
