Desene simplificate Desene de distribuție electrică - Uniunea oamenilor de știință preocupați
Set de instrumente pentru activiști ai energiei nucleare # 43
Obiectivul principal al centralelor nucleare este de a genera electricitate pentru utilizare (adică cumpărare) de către clienții industriali și rezidențiali. Centralele nucleare consumă ele însele cantități mari de energie electrică în realizarea acestui obiectiv.
Desenele sistemului de distribuție electrică, denumite uneori desene cu o singură linie, ilustrează circuitele majore utilizate pentru a furniza energie electrică rețelei electrice din afara amplasamentului și pentru a furniza energie electrică echipamentelor centralei. Figura 1 arată sistemul de distribuție electrică normală și de așteptare (sau de urgență) pentru centrala nucleară Browns Ferry din Alabama. Conceptul se aplică în mod similar tuturor centralelor nucleare din Statele Unite.
Sistemul electric al lui Brown Ferry
FIG. 1: (faceți clic pentru a mări) (Sursa: NRC)
Șantierul electric - conexiunea principală între centrală și rețeaua electrică externă - apare în partea de sus a figurii 1. În acest caz, este o centrală de 500 kilovolt (kv), ceea ce înseamnă că fiecare linie de transmisie care radiază de la centrală transportă 500.000 volți de electricitate. Șapte linii de transport de 500.000 volți conectează această centrală la rețeaua electrică din afara amplasamentului. Reglementările federale, în special Criteriul general de proiectare 17 din apendicele A la 10 CFR partea 50, necesită cel puțin două conexiuni care sunt puțin probabil să eșueze pentru aceeași cauză posibil. În timp ce vremea extremă, cum ar fi o tornadă sau un uragan, ar putea dezactiva toate liniile de transport, regulamentul urmărește să prevină deconectarea unei singure lovituri de trăsnet sau a unui turn de transmisie de la rețeaua electrică din afara amplasamentului.
Generatoare și transformatoare
Cele trei reactoare de la Browns Ferry au fiecare un generator principal care poate furniza energie electrică la curtea de 500.000 volți. Acești generatori sunt arătați de simbolurile Circle-Y chiar sub comutatorul de 500 kv. Mini-omizile opuse sau m-urile extinse între generatoare și curtea de 500 kv reprezintă transformatoare electrice. Transformatoarele electrice sunt utilizate pentru a crește sau a reduce nivelul de tensiune al energiei electrice. Când unitatea funcționează la putere, curentul de la 22.000 la 24.000 volți produs de generatorul principal este crescut la 500.000 volți pentru transmisia de la șantier. O parte din ieșirea generatorului curge către un alt transformator, unde tensiunea sa este redusă la 4.160 volți pentru utilizare în instalație.
Când o unitate este oprită, electricitatea de la curtea de 500.000 volți curge către transformator, ceea ce reduce tensiunea între 22.000 și 24.000 volți. Un întrerupător electric deschis (care nu este prezentat în desen, dar în esență un întrerupător care conectează sau deconectează linia de alimentare de la generator la curte) împiedică electricitatea să ajungă la generator. Curentul electric trece printr-un al doilea transformator unde tensiunea sa se reduce la 4,160 volți.
Plăci auxiliare și de închidere
La Browns Ferry, electricitatea de la șantier sau de la generatorul principal este furnizată către panourile auxiliare și de închidere a unității. Aceste plăci sunt echivalentul centralei nucleare cu principalele panouri de alimentare din case. În case, panourile primesc energie electrică din rețeaua electrică locală și o furnizează prin întrerupătoare (sau siguranțe în configurații mai vechi) către circuite electrice din toată casa. În mod similar, cablurile controlate de întrerupător conectează panourile auxiliare și de oprire a echipamentului la echipamentele din întreaga fabrică. Un întrerupător deschis dezactivează cablul. Un întrerupător închis trimite electricitatea prin cablu către echipamente. Echipamentele conectate la un cablu alimentat pot avea un comutator de pornire/oprire separat pentru a controla funcționarea acestuia.
Plăcile auxiliare ale unității, cum ar fi cea din figura 2, furnizează electricitate componentelor care nu sunt legate de siguranță, cum ar fi pompele de ulei lubrifiant pentru turbina principală și luminile din clădirea turbinei. Compartimentele din partea inferioară și din partea dreaptă a întrerupătoarelor electrice. Instrumentele și comutatoarele din stânga plăcii monitorizează și controlează sursa de alimentare a plăcii.
FIG. 2: Plăci auxiliare de unitate (Sursa: TVA)
Tablourile de închidere a unității alimentează componente legate de siguranță, cum ar fi pompele de răcire de urgență și sistemele de răcire cu izolare.
Criteriul general de proiectare 17 necesită redundanță și în liniile de transmisie în afara amplasamentului și în distribuția electrică a instalației interne. Reactoarele Unității 1 și 2 de la Browns Ferry sunt fiecare echipate cu două generatoare diesel de urgență care pot furniza energie electrică panourilor de oprire a unității. Reactorul Unității 3 are patru generatoare diesel de urgență. Dacă funcționează chiar și un generator diesel pe reactor, este furnizată suficientă putere prin intermediul tabloului de oprire pentru echipamentul necesar pentru a atenua un accident.