Цели обучения
После изучения данного пособия обучаемые смогут:
Перечислить параметры качества напряжения промышленных сетей Назвать общие положения по схеме организации бесперебойного питания (ОБП) потребителей первой группы надежности энергоблоков Балаковской АЭС.
Описать структуру агрегата бесперебойного питания (АБП) на примере общеблочного АБП.
Описать схему агрегата бесперебойного питания на примере АБП системы безопасности.
Объяснить работу схемы по обеспечению бесперебойного питания нагрузки.
Указать особенности нормальных режимов работы системы бесперебойного питания.
Привести примеры ненормальной работы и отказов оборудования схемы ОБП. Перечислить упрощенно средства защит и автоматики в оборудовании АБП.
Описать размещение оборудования схемы организации бесперебойного питания на энергоблоке.
Объяснить требования к питанию потребителей первой категории надежности и работу схемы организации бесперебойного питания
Качество напряжения промышленных сетей
Одной из основных причин отказов ответственных потребителей являются различного рода изменения напряжения (помехи), которые классифицируются как отклонения от качества электрической энергии в системе электроснабжения. Они вызываются коммутацией (включением и отключением) приёмников или изменением режима их работы (наброс и сброс нагрузки), нелинейностью нагрузки (потребление тока несинусоидальной формы при синусоидальном напряжении), атмосферными перенапряжениями и т. д.
Основными показателями допустимого качества энергии электроснабжения ответственных потребителей переменного тока являются:
Отклонение напряжения в статическом режиме или динамические отклонения длительностью не долее 0,2с (в переходных режимах после возмущений) не более +10% и не менее -15%. Конкретно для сети 220/380В: +10% соответствует 242В фазных и 418В междуфазных; -15% соответствует 187В фазных и 323В междуфазных;
Провал напряжения до нуля длительностью не более 20мс;
Отклонение частоты не хуже + 1,5 Гц;
Коэффициент несинусоидальности кривой напряжения питающего нагрузку не более 10% для УВС и не более 5% для остальной нагрузки.
Указанные показателями качества электроэнергии обеспечиваются инверторами и тиристорными ключами, входящими в состав агрегатов бесперебойного питания (АБП) по технологии описанной в настоящей теме.
Основными показателями качества напряжения питания потребителей постоянного тока (от щитов постоянного тока ЩПТ с аккумуляторными батареями АБ) являются:
Отклонение напряжения в статическом режиме не более + 2% от заданного для конкретной аккумуляторной батареи (при длительных отклонениях ниже -2% происходит недостаточный подзаряд АБ);
Аварийное повышение напряжения не более 290В;
Пульсация (переменная составляющая) напряжения не более 5%.
Необходимо отметить ещё один параметр - при снижении напряжения ЩПТ ниже 185В инверторы АБП не обеспечивают выходное напряжение выше -15% (187В фазных и 323В междуфазных) и отключаются собственной защитой для перевода питания ответственных потребителей на резервные плечи ТКЕП.
Указанные показателями качества электроэнергии обеспечиваются выпрямителями, входящими в состав АБП. Применяются выпрямители типа ТППС-800.
Общие положения
Системой бесперебойного питания (СБП) называется совокупность электрооборудования агрегата бесперебойного питания (АБП) и накопителя энергии в виде аккумуляторной батареи (АБ). СБП является обеспечивающей системой на энергоблоке. Агрегатом бесперебойного питания называется соединенный в рассматриваемую ниже схему комплект оборудования состоящий из выпрямителя (тиристорного преобразователя переменного тока в постоянный напряжением 220 В), двух или трех инверторов (тиристорных преобразователей постоянного тока в трехфазный переменный напряжением 380 В и частотой 50 Гц), тиристорных (бесконтактных) трехфазных отключающих ключей ТКЕО и тиристорных (бесконтактных) трехфазных переключающих ключей ТКЕП.
Как указывалось при рассмотрении раздела "Характеристика потребителей собственных нужд энергоблока" темы "Схемы электрических соединений АЭС и краткая характеристика основного оборудования", к потребителям первой группы надежности относятся потребители, предъявляющие повышенные требования к надежности электроснабжения, не допускающие по условиям безопасности перерыв питания более чем на доли секунды во всех режимах, включая режим полного исчезновения напряжения переменного тока от рабочих ТСН и резервных трансформаторов РТСН, и требующие обязательного наличия питания после срабатывания аварийной защиты (АЗ) и останова реактора.
Основные потребители собственных нужд (С.Н.) энергоблока первой группы надежного питания перечислены в разделе "Основные потребители СН блока" темы "Схемы электрических соединений АЭС и краткая характеристика основного оборудования. Эти потребители совместно с СБП обеспечивают выполнение требований ядерной безопасности при нормальной работе энергоблока и в любых аварийных режимах.
Все потребители первой группы надежности разделены между пятью источниками - агрегатами бесперебойного питания (АБП), каждый из которых на рис. 3.2.01. представлен выпрямителем, щитом постоянного тока (ЩПТ) с аккумуляторной батареей, инверторами и тиристорными ключами. На каждом энергоблоке пять АБП это:
три комплекта по числу систем (каналов) безопасности реакторного отделения (АБП СБ);
один общеблочный АБП питания, в основном, нагрузки турбинного отделения (машзала) и БЩУ;
один АБП питания блочной управляющей вычислительной системы и системы внутриреакторного контроля (АБП УВС).
К надежному питанию так же относится схема питания силовой нагрузки системы управления и защиты (СУЗ) реактора.
Описание структуры агрегата бесперебойного питания (АБП) на примере общеблочного АБП
На рис. 3.2.02. представлена типовая структура АБП с двумя инверторами (по этой структуре построены схемы общеблочных АБП и АБП УВС энергоблоков, в состав АБП СБ входят по три инвертора). Здесь видна последовательность включения оборудования - выпрямитель питающийся от одного из трансформаторов, ЩПТ с АБ, инверторы, отключающие ключи ТКЕО, переключающие ключи ТКЕП, шкафы (сборки) распределения питания по потребителям первой группы (категории) надежности.
Каждый выпрямитель и инвертор (преобразователи электрический энергии) кроме силового питания имеют отдельное трёхфазное питание системы управления (ШУ) от сборки 0,4кВ.
Каждый ключ ТКЕП имеет два плеча (первое рабочее и второе резервное). Первое питается от соответствующего инвертора через отдельный ключ ТКЕО. Второе от одной из секций 0,4 кВ.
Аккумуляторная батарея эксплуатируется в режиме постоянного подзаряда (в режиме "буфера"). Выпрямитель постоянно обеспечивают нагрузку щита постоянного тока и подзаряжают аккумуляторную батарею. На случай потери внешнего источника электроснабжения (обесточивания или отключения выпрямителя) разрядная емкость аккумуляторных батарей рассчитана на 30 минут.
