Координация уровней тока короткого замыкания при реконструкции ГЭС с подключением АЭС с ядерными реакторами малой мощности

Аннотация

Реконструкция электростанций в энергосистемах часто сопровождается увеличением их мощности и, соответственно, увеличением уровней токов короткого замыкания. В связи с этим актуальной является проблема координации уровней токов короткого замыкания и параметров электрооборудования на электростанциях и в электрических сетях. Указанная проблема рассмотрена на примере реконструкции Кайраккумской ГЭС, предназначенной для выработки электроэнергии и управления ирригацией в Таджикистане на реке Сырдарья. Разработаны варианты проектов увеличения мощности гидроузла в виде создания энергокомплексов, включающих гидроагрегаты и атомные энергоблоки малой мощности. Для координации токов короткого замыкания выполнены расчёты токов трёхфазного короткого замыкания схемы Кайраккумской ГЭС, состоящей из 6 агрегатов мощностью 21 МВт каждый (мощность электростанции составляет 126 МВт) с использованием программного обеспечения NEPLAN:
– до реконструкции;
– после реконструкции, при которой единичная мощность агрегатов увеличивается до 29 МВт (мощность ГЭС составляет 174 МВт);
– создание энергокомплекса “вариант 1”: реконструкция Кайраккумской ГЭС с увеличением мощности до 174 МВт и сооружение атомной электростанции малой мощности, состоящей из одного энергоблока с реактором РИТМ-200Н мощностью 55 МВт;
– создание энергокомплекса “вариант 2”: реконструкция Кайраккумской ГЭС с увеличением мощности до 174 МВт и сооружение атомной электростанции малой мощности, состоящей из двух энергоблоков с реакторами РИТМ-200Н мощностью 55 МВт каждый. Анализ результатов расчётов показал, что с увеличением мощности Кайраккумской ГЭС и при создании энергокомплексов уровень токов короткого замыкания изменился: в ГРУ-10 кВ ГЭС – снизился, вследствие изменения схемы подключения, в РУ-110 кВ увеличился, в РУ-220 кВ в месте подключения одного и двух энергоблоков атомной электростанции малой мощности – увеличился, что отразилось на вновь выбранном электрооборудовании. Однако, увеличение токов короткого замыкания не повлияло на их согласование с параметрами выбираемого электрооборудования в ГРУ-10 кВ, РУ-110 кВ и РУ-220 кВ. Это позволяет на основании технико-экономического анализа рекомендовать один из энергокомплексов для увеличения мощности гидроузла. Показано, что энергокомплексы на базе гидроэлектростанций и атомных электростанций с ядерными реакторами малой мощности являются частью высокотехнологичных энергосистем будущего, так как соответствуют текущим трендам: декарбонизации, децентрализации и цифровизации.