核應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)

李　穎

（陜西柴油機(jī)重工有限公司，陜西　西安　710077）

核應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)

李穎

（陜西柴油機(jī)重工有限公司，陜西西安710077）

文章以恰?，敹诠こ蹋–2項(xiàng)目）為依托項(xiàng)目，簡(jiǎn)要地介紹了核應(yīng)急機(jī)組電氣控制特點(diǎn)和特殊要求，確定選配了相關(guān)電氣設(shè)備以實(shí)現(xiàn)核應(yīng)急備用電源的電氣系統(tǒng)控制、檢測(cè)和保護(hù)功能。通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證了應(yīng)急備用電源的性能指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性等能夠滿足成套預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)要求。同時(shí)證明了12PA6B柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)及其輔助設(shè)備成套后相關(guān)的電氣技術(shù)指標(biāo)，能夠滿足巴基斯坦恰?，擟2項(xiàng)目工程備用電源的使用要求。

核電；應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組；電氣系統(tǒng)；國(guó)產(chǎn)化

核應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組是為核電站內(nèi)提供應(yīng)急交流電源的設(shè)備。機(jī)組是核電站內(nèi)獨(dú)立的能夠自動(dòng)快速啟動(dòng)并按程序帶載的應(yīng)急電源。每臺(tái)核電機(jī)組配備兩臺(tái)相互獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)組。在由核島高壓廠用變壓器提供的正常電源和由220 kV輔助變壓器提供的后備電源失效時(shí)可自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的6 kV專(zhuān)設(shè)安全設(shè)備供電，對(duì)由LHP/LHQ供電的設(shè)備提供可靠的充足電源，以確保反應(yīng)堆安全關(guān)閉，保證一回路壓力邊界的完整性，確保放射性物質(zhì)不向大氣泄漏。每個(gè)核電機(jī)組的應(yīng)急電源是由兩個(gè)相同的系列A和B組成的冗余設(shè)置，兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組中只要有一臺(tái)運(yùn)行就足以使該單元機(jī)組安全停堆。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組對(duì)核電站的安全起著極其重要的作用，核應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化是核電發(fā)展急需解決的11項(xiàng)技術(shù)之一。其國(guó)產(chǎn)化成套開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)適用標(biāo)準(zhǔn)多、技術(shù)接口復(fù)雜、涉及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域廣的系統(tǒng)技術(shù)集成工作。本文以恰?，敹诠こ蹋–2項(xiàng)目）為依托項(xiàng)目展開(kāi)核應(yīng)急機(jī)組電氣系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化成套設(shè)計(jì)，并通過(guò)型式鑒定試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，確保機(jī)組控制系統(tǒng)滿足核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組特殊控制要求。

1　機(jī)組電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

根據(jù) IEEE387-1995《核電站備用電源用柴油發(fā)電機(jī)組準(zhǔn)則》的規(guī)定，核電站備用電源電氣系統(tǒng)物項(xiàng)主要包含：交流配電系統(tǒng)，直流電源，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以及機(jī)組控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，勵(lì)磁和電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)和輔機(jī)控制系統(tǒng)。除輔機(jī)控制系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)外， 其他系統(tǒng)物項(xiàng)均是本次成套的供貨范圍。其中，電氣系統(tǒng)物項(xiàng)主要包括：柴油機(jī)控制系統(tǒng)，機(jī)組保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和安全級(jí)交流配電系統(tǒng)（高壓接地和高壓信號(hào)系統(tǒng)）等。

在整個(gè)核應(yīng)急備用電源成套開(kāi)發(fā)過(guò)程中，無(wú)論是方案原理設(shè)計(jì)、還是設(shè)備選型都嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并以適用條款作為作業(yè)指導(dǎo)依據(jù)。通過(guò)分步加載程序和快速啟動(dòng)計(jì)算分析，評(píng)估了機(jī)組的匹配合理性；電氣原理設(shè)計(jì)中融入了核電站1E/N1E級(jí)回路獨(dú)立性設(shè)計(jì)原則，確保了核級(jí)非核級(jí)回路的隔離；部分回路的冗余設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的可靠性；經(jīng)過(guò)連續(xù)100次快速啟動(dòng)帶載試驗(yàn)，驗(yàn)證了機(jī)組滿足核電廠快速響應(yīng)并帶載的能力；通過(guò)裕度試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)組具有承受高于電廠設(shè)計(jì)載荷最嚴(yán)重的階躍負(fù)載的能力。

2　電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1參考標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)過(guò)程主要參考以下標(biāo)準(zhǔn)：

IEEE387-1995《核電站備用電源的柴油發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)》；

IEEE420-2001《核電廠IE級(jí)控制臺(tái)、控制屏和機(jī)架的設(shè)計(jì)和鑒定標(biāo)準(zhǔn)》；

IEEE323-1983（R1996）《核電廠IE級(jí)電氣設(shè)備的鑒定標(biāo)準(zhǔn)》；

IEEE344-1987（R1993）《核電廠IE級(jí)設(shè)備抗震鑒定推薦實(shí)施方法》；

IEEE467-1980《核電廠IE級(jí)儀表和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所需要的質(zhì)量保證程序》；

IEEE384-1992《核電廠IE級(jí)電氣設(shè)備和電路獨(dú)立性準(zhǔn)則》；

IEEE336-1991《核電廠電力、儀表和控制設(shè)備的安裝、檢查和試驗(yàn)要求》；

ISO8528-1993《往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組》；

GB/T12727-2002《核電廠安全系統(tǒng)電氣設(shè)備質(zhì)量鑒定》。

2.2機(jī)組電氣系統(tǒng)控制要求

考慮到這是國(guó)內(nèi)首次設(shè)計(jì)核應(yīng)急機(jī)組電氣系統(tǒng)，雖然有恰?，斠黄诠こ套鳛閰⒖茧娬?，但恰希瑪二期工程在一期工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很多設(shè)計(jì)改進(jìn)。其中包括：燃油泵可靠性改進(jìn)設(shè)計(jì)、調(diào)速器控制方式改進(jìn)設(shè)計(jì)等。C1柴油機(jī)燃油系統(tǒng)中，日用油箱至柴油機(jī)供油管線上只安裝了一臺(tái)機(jī)帶燃油泵，而C2除機(jī)帶燃油泵之外，還設(shè)置了一臺(tái)電動(dòng)備用燃油泵。這種改進(jìn)設(shè)計(jì)提高了燃油供應(yīng)的可靠性，可更好地保證機(jī)組執(zhí)行安全功能。C1柴油機(jī)調(diào)速器采用電控調(diào)速器，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)來(lái)推動(dòng)轉(zhuǎn)速設(shè)定推桿從而設(shè)定穩(wěn)定轉(zhuǎn)速及進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)速控制。機(jī)組正常運(yùn)行中，仍然靠液壓油回路及離心飛塊、調(diào)速?gòu)椈傻葯C(jī)構(gòu)來(lái)控制燃油的供應(yīng)及轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。而C2采用的是電子調(diào)速器和機(jī)械液壓調(diào)速器。電子調(diào)速器的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)軟件對(duì)PID調(diào)節(jié)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而可以得到適合核電廠不同工況運(yùn)行所需的轉(zhuǎn)速控制要求。另外，液壓機(jī)械調(diào)速器也可以在電子調(diào)速器電子控制部分故障時(shí)作為備份，但為了保證在正常運(yùn)行的時(shí)候液壓機(jī)械調(diào)速器旁路以期獲得較為精確的調(diào)速控制，機(jī)械部分的設(shè)定往往高于電子調(diào)速部分。由于上述差別，兩個(gè)項(xiàng)目之間關(guān)于機(jī)組速度控制的差別體現(xiàn)如下：

啟動(dòng)速度控制：具有快速/慢速啟動(dòng)之分，慢速啟動(dòng)并穩(wěn)定于500 r/min，可快啟直接沖轉(zhuǎn)到1 000 r/min。

同步/有差轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)切換：并網(wǎng)時(shí)切換至有差模式，而孤島運(yùn)行時(shí)同步調(diào)節(jié)。

優(yōu)化了主控室信息，按照信息的重要度，單獨(dú)或成組遠(yuǎn)傳。根據(jù)IEEE308要求，增加了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓指示。

AVR配置：兩套數(shù)字式AVR調(diào)節(jié)器，并列、冗余、可切換。

SIAS信號(hào)返回試驗(yàn)的機(jī)組至備用狀態(tài)：根據(jù)SRP以及IEEE387要求，在機(jī)組并網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)，安注信號(hào)將使機(jī)組出口斷路器跳閘以使機(jī)組返回備用狀態(tài)。

2.3核級(jí)機(jī)組特殊要求設(shè)計(jì)

2.3.1啟動(dòng)系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)

冗余設(shè)計(jì)是指一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)重復(fù)另一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的必須功能，因此其中任何一設(shè)備或系統(tǒng)都能執(zhí)行所需求的功能而不論另一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)是在工作狀態(tài)還是故障狀態(tài)。應(yīng)急機(jī)組空氣啟動(dòng)系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計(jì)，即氣動(dòng)馬達(dá)和空氣分配器雙啟動(dòng)模式。

啟動(dòng)回路中一路由空氣瓶經(jīng)主啟動(dòng)閥進(jìn)入空氣分配器啟動(dòng)柴油機(jī)，另一路由空氣瓶經(jīng)主啟動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)柴油機(jī)。無(wú)論當(dāng)兩個(gè)回路中任一個(gè)在工作狀態(tài)還是故障狀態(tài)，另一設(shè)備或系統(tǒng)都能執(zhí)行所需求的功能。

在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中同樣設(shè)置了啟動(dòng)冗余回路，即啟動(dòng)馬達(dá)控制回路和空氣分配器控制回路。兩回路彼此互為獨(dú)立，從供電電源的提供到執(zhí)行元件都采用了冗余器件。無(wú)論啟動(dòng)馬達(dá)控制回路或空氣分配器控制回路的任意一回路處于工作狀態(tài)還是故障狀態(tài)，另一回路都能執(zhí)行所需求的啟動(dòng)功能。

通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)架的聯(lián)合調(diào)試驗(yàn)證，冗余設(shè)計(jì)的兩套啟動(dòng)系統(tǒng)都能滿足快速啟動(dòng)功能，無(wú)論另一個(gè)系統(tǒng)在工作狀態(tài)還是在故障狀態(tài)。

2.3.2安全級(jí)電路的獨(dú)立性設(shè)計(jì)

根據(jù)IEEE384-1992《核電廠IE級(jí)電氣設(shè)備和電路獨(dú)立性準(zhǔn)則》的規(guī)定和要求，安全級(jí)與非安全級(jí)混合的電路在同一個(gè)控制儀表盤(pán)（屏）或機(jī)架內(nèi)安裝時(shí)，內(nèi)部隔離、配線標(biāo)志和電纜入口都必須滿足規(guī)定的隔離準(zhǔn)則。與安全級(jí)電路相關(guān)的電路必須同安全級(jí)電路一樣滿足相同的隔離要求，如無(wú)法進(jìn)行隔離應(yīng)進(jìn)行分析說(shuō)明。隔離方法分物理隔離和電氣隔離。

為了滿足核級(jí)電路物理隔離要求，安全級(jí)控制儀表盤(pán)（屏）的設(shè)計(jì)與建造中考慮了以下因素：

安全級(jí)電路和安全相關(guān)的電路必須提供分開(kāi)的電纜入口、導(dǎo)線槽和接線端子。非安全級(jí)電路亦必須提供分開(kāi)的電纜入口、導(dǎo)線槽和接線端子。或把非安全級(jí)電路當(dāng)做安全相關(guān)電路處理。

安裝在安全級(jí)控制儀表盤(pán)（屏）和機(jī)架中的設(shè)備和部件位置，必須使安全級(jí)電路、安全相關(guān)電路和非安全級(jí)電路保持最小分離要求。內(nèi)部配線必須按規(guī)定的路線敷設(shè)與支撐。至少在安全級(jí)控制儀表盤(pán)（屏）或機(jī)架的整個(gè)壽期內(nèi)，必須保持所設(shè)計(jì)的實(shí)體分離。

為了滿足核級(jí)電路電氣隔離要求，C2項(xiàng)目安全級(jí)控制儀表盤(pán)（屏）的設(shè)計(jì)與建造中選用了斷路器，電流互感器，繼電器，獨(dú)立電源模塊等隔離裝置以及元器件布置滿足最小分離要求來(lái)實(shí)現(xiàn)核級(jí)回路、核級(jí)相關(guān)回路和非核級(jí)回路的隔離以確保隔離裝置一側(cè)發(fā)生故障而不至于影響另一側(cè)回路性能的要求。

2.4電氣系統(tǒng)成套設(shè)備組成和功能

根據(jù)各系統(tǒng)特點(diǎn)、工程需求和功能關(guān)系，及考慮不重復(fù)投資等因素，確定選配以下設(shè)備實(shí)現(xiàn)核應(yīng)急備用電源的電氣系統(tǒng)控制、檢測(cè)和保護(hù)功能。

機(jī)組電氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組機(jī)械輔助設(shè)備、電氣輔助設(shè)備等的控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。各系統(tǒng)功能如下：

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能由EEG040IP完成，實(shí)現(xiàn)機(jī)組各個(gè)系統(tǒng)熱工參數(shù)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警和故障命令輸出、存儲(chǔ)和記錄等功能。

柴油機(jī)控制系統(tǒng)由EEG003CP完成，實(shí)現(xiàn)機(jī)組正常啟停和保護(hù)執(zhí)行（包括故障停機(jī)和緊急停機(jī)），同時(shí)為二次回路提供供電電源等功能。

發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)由EEG001CP完成，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)壓、調(diào)頻、合閘和分閘、電氣保護(hù)報(bào)警顯示、勵(lì)磁控制、同期操作等功能。

機(jī)組保護(hù)由EEG010HP和EEG004CP完成。其中，EEG010HP可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的差動(dòng)、過(guò)壓和欠壓、低頻、失磁、低阻抗、零序過(guò)流和逆功率保護(hù)功能。EEG004CP可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)112%和115%兩級(jí)超速保護(hù)，其中115%超速保護(hù)采用三取二邏輯控制，執(zhí)行機(jī)組快啟和慢啟等操作命令，提供啟動(dòng)成功和允許勵(lì)磁命令。

發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)由EEG002CP完成，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、調(diào)差、勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)、功率因素調(diào)節(jié)，同時(shí)完成勵(lì)磁電壓的過(guò)壓和欠壓保護(hù)、勵(lì)磁電流的過(guò)流和欠流保護(hù)等功能。

高壓接地系統(tǒng)功能由EEG020HP實(shí)現(xiàn)，完成發(fā)電機(jī)的接地故障保護(hù)功能。

高壓信號(hào)系統(tǒng)功能由EEG010HP實(shí)現(xiàn)，提供發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)、保護(hù)和并網(wǎng)信號(hào)。

EEG001VB主要完成柴油機(jī)正常停機(jī)、超速保護(hù)、啟動(dòng)助推、啟動(dòng)助噴功能，安裝部分一次監(jiān)測(cè)元件。

3　核級(jí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證

3.1聯(lián)調(diào)驗(yàn)證

聯(lián)調(diào)驗(yàn)證是整個(gè)成套工程技術(shù)作業(yè)中最重要的環(huán)節(jié)，在所有系統(tǒng)安裝結(jié)束之后，通過(guò)功能聯(lián)調(diào)和功能檢查、標(biāo)定和標(biāo)校，驗(yàn)證整個(gè)技術(shù)作業(yè)過(guò)程的準(zhǔn)確性，各個(gè)系統(tǒng)功能的完整性，以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、機(jī)電之間完成功能的協(xié)調(diào)性，同時(shí)糾正彌補(bǔ)前期技術(shù)作業(yè)過(guò)程中存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題、設(shè)備和元件問(wèn)題、軟件問(wèn)題、接口問(wèn)題等技術(shù)缺陷和不足。

即通過(guò)聯(lián)調(diào)的手段，驗(yàn)證設(shè)定目標(biāo)，同時(shí)又滿足質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的要求。

3.2核級(jí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)（型式鑒定試驗(yàn)）

3.2.1型式鑒定試驗(yàn)概述

核級(jí)鑒定試驗(yàn)也稱為核級(jí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)，是對(duì)前期設(shè)計(jì)和成套設(shè)備功能是否滿足核電廠IEEE387《核電廠備用電源用柴油發(fā)電機(jī)組準(zhǔn)則》要求所實(shí)施的驗(yàn)證。根據(jù)IEEE387要求，“第一次作為核電站備用電源的應(yīng)急機(jī)組應(yīng)符合型式試驗(yàn)大綱的要求，嚴(yán)格進(jìn)行負(fù)載能力試驗(yàn)、100次啟動(dòng)和帶載試驗(yàn)和裕度試驗(yàn)3項(xiàng)試驗(yàn)。這些試驗(yàn)最好在成套廠完成”。

負(fù)載能力試驗(yàn)是為了證明機(jī)組在額定功率因數(shù)下承載負(fù)載運(yùn)行指定時(shí)間的能力和按相關(guān)要求成功甩掉負(fù)載的能力。裕度試驗(yàn)是為了證明機(jī)組具有啟動(dòng)和承受高于電廠設(shè)計(jì)負(fù)載分布圖中最嚴(yán)重的階躍負(fù)載的能力，其驗(yàn)證準(zhǔn)則為證明發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁系統(tǒng)能接受裕度試驗(yàn)負(fù)載（通常對(duì)泵電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是低功率因數(shù)、高沖擊啟動(dòng)電流）而不發(fā)生失速或失壓現(xiàn)象。

啟動(dòng)和帶載試驗(yàn)是為了確定機(jī)組在滿足核電廠設(shè)計(jì)要求的時(shí)間間隔內(nèi)啟動(dòng)和承受負(fù)載的能力而進(jìn)行的一系列試驗(yàn)，需進(jìn)行100次有效的試驗(yàn)而不發(fā)生故障。若機(jī)組未成功地完成這一系列試驗(yàn)，則要求檢查系統(tǒng)的合適性，排除故障的起因后繼續(xù)試驗(yàn)，直到完成100次有效的啟動(dòng)和帶載試驗(yàn)而不發(fā)生故障。如果按試驗(yàn)大綱程序進(jìn)行時(shí)發(fā)生故障的原因能夠歸于下列任何一種情況，可以考慮這次特定試驗(yàn)，在找出和改正試驗(yàn)故障原因的條件下，恢復(fù)試驗(yàn)程序而無(wú)須增加試驗(yàn)次數(shù)：

1）確實(shí)可以歸因于操縱員錯(cuò)誤的未成功的啟動(dòng)試驗(yàn)。這些錯(cuò)誤包括在特定的啟動(dòng)試驗(yàn)之前，粗心地改變了諸如可調(diào)整的控制開(kāi)關(guān)、可調(diào)電阻、電位器或其他調(diào)節(jié)裝置的設(shè)定值。

2）為驗(yàn)證在這一系列試驗(yàn)期間需要的例行維修程序所進(jìn)行的試驗(yàn)。這一維修程序應(yīng)在進(jìn)行啟動(dòng)和加載試驗(yàn)之前確定并成為機(jī)組安裝后正常維修計(jì)劃的一部分。

3）在排除故障過(guò)程中進(jìn)行的試驗(yàn)。在排除故障過(guò)程中進(jìn)行的每次啟動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)在進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)之前予以確定。

4）有意中止的不加載的成功的啟動(dòng)試驗(yàn)。

5）任何臨時(shí)性服務(wù)系統(tǒng)的故障，例如那些永久性設(shè)備組成部分的直流電源、輸出電路斷路器、負(fù)載、電纜、導(dǎo)線等其他任何臨時(shí)性裝置。

是否能按要求完成鑒定試驗(yàn)考驗(yàn)的除了機(jī)組本身設(shè)備性能外，主要取決于電氣控制設(shè)備對(duì)機(jī)組進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能是否正常，通過(guò)試驗(yàn)可對(duì)前期設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，確保供貨設(shè)備性能準(zhǔn)確性和可靠性，保證核電站安全停堆。

3.2.2機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)備

核應(yīng)急機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)架是完成機(jī)組型式試驗(yàn)與出廠試驗(yàn)的必備設(shè)施?？紤]到滿足不同容量的核應(yīng)急機(jī)組的需求一次系統(tǒng)和功耗水阻采用單機(jī)10 000 kW和雙機(jī)5 000 kW的臺(tái)架設(shè)施建造方案，如圖1所示。

當(dāng)斷路器DL1和DL2閉合，DL3和DL4開(kāi)路時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)能完成雙機(jī)5 000 kW機(jī)組的臺(tái)架試驗(yàn)方案。

當(dāng)斷路器DL1或DL2閉合、同時(shí)DL3閉合時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)能完成單機(jī)10 000 kW機(jī)組的臺(tái)架試驗(yàn)方案?？紤]到IEEE387對(duì)裕度試驗(yàn)，即負(fù)荷極限試驗(yàn)的要求，試驗(yàn)時(shí)可閉合DL4回路，此時(shí)功率可達(dá)單機(jī)15 000 kW。

二次系統(tǒng)的控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)根據(jù)機(jī)組容量的不同選擇變比不同的CT和PT，來(lái)完成電氣監(jiān)測(cè)和保護(hù)數(shù)據(jù)采集工作，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅集成了高精度的多功能電氣參數(shù)表，配置了能完成機(jī)組所有電氣動(dòng)靜態(tài)指標(biāo)記錄，存儲(chǔ)和打印了專(zhuān)用軟件程序；同時(shí)，還配置了能記錄、存儲(chǔ)和打印核應(yīng)急機(jī)組特殊要求的快速啟動(dòng)特性曲線的專(zhuān)用軟件程序。

3.2.3快速啟動(dòng)試驗(yàn)電壓和頻率曲線

核應(yīng)急備用電源的性能指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性等是否滿足成套預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)要求，特別是要通過(guò)負(fù)載能力試驗(yàn)、100次啟動(dòng)和帶載試驗(yàn)及裕度試驗(yàn)的驗(yàn)證，證明12PA6B柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)及其輔助設(shè)備成套后相關(guān)的電氣技術(shù)指標(biāo)能夠滿足巴基斯坦恰?，擟2項(xiàng)目工程備用電源的使用要求。

當(dāng)核電廠發(fā)生意外事故時(shí)，一回路和二回路斷路器開(kāi)路，應(yīng)急備用電源應(yīng)能快速啟動(dòng)并在11 s內(nèi)達(dá)到額定電壓和額定頻率，這是核電廠應(yīng)急備用電源最重要的技術(shù)指標(biāo)要求之一。前期ALSTOM通過(guò)對(duì)應(yīng)急備用電源快速啟動(dòng)并達(dá)到額定電壓和額定頻率的時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為11 s。

在100次的快速啟動(dòng)帶載試驗(yàn)驗(yàn)證中，記錄曲線顯示，機(jī)組電壓和頻率分別在9.96 s和9.93 s達(dá)到額定值并穩(wěn)定在該數(shù)值上。在突加50%的額定功率時(shí)電壓和頻率的瞬態(tài)調(diào)整都在目標(biāo)值之內(nèi)。

4　驗(yàn)證結(jié)果

經(jīng)首套機(jī)組核級(jí)鑒定試驗(yàn)，包括負(fù)載能力試驗(yàn)、100次啟動(dòng)和帶載試驗(yàn)及裕度試驗(yàn)。一次系統(tǒng)和功耗水阻如圖1所示。試驗(yàn)結(jié)論獲得了買(mǎi)方、巴基斯坦業(yè)主以及巴基斯坦核安局全局的批準(zhǔn)認(rèn)可。核電站備用電源鑒定試驗(yàn)是整個(gè)成套工作的最后驗(yàn)證階段，如表1所示。

圖1　一次系統(tǒng)和功耗水阻示意圖Fig.1　Sketch of primary system and water resistance

表1　結(jié)果對(duì)照Table 1　Result contrast

綜上所述，C2項(xiàng)目應(yīng)急備用電源電氣和儀控系統(tǒng)功能完成準(zhǔn)確，各項(xiàng)電氣技術(shù)指標(biāo)滿足目標(biāo)產(chǎn)品的技術(shù)要求，符合核電站應(yīng)急備用電源1E級(jí)電氣和儀控標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求。

5　結(jié)束語(yǔ)

盡管在C2項(xiàng)目應(yīng)急備用電源中，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與配套的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了90%。然而，諸如程序加載仿真計(jì)算、模擬快起分析計(jì)算等特殊計(jì)算分析仍舊依托國(guó)外MDF和ALSTOM公司完成，相信隨著我國(guó)核電技術(shù)的不斷提高，通過(guò)引進(jìn)消化國(guó)外核電技術(shù)，一定可以實(shí)現(xiàn)核電應(yīng)急機(jī)組全面國(guó)產(chǎn)化的目標(biāo)。

［1］肖勇，李冬楊.柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)［J］.移動(dòng)電源與車(chē)輛，2003（3）：19-21.（XIAO Yong，LI Dong-yang. The modular design for the control system of diesel generator［J］. Mobile Power Supply and Vehicle. 2003（3）：19-21.）

［2］楊小清，等. 核電站應(yīng)急柴電機(jī)組技術(shù)方案及市場(chǎng)前景［J］. 柴油機(jī)，2006，28（4）：7-9. （YANG Xiao-qing， et al. The technical scheme and market prospect of emergency diesel generator in nuclear power plant［J］. Diesel Generator. 2006， 28（4）：7-9.）

［3］陳旭，等. 田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化方案及實(shí)施難點(diǎn)分析［J］. 中國(guó)核電，2013（12）：312-315.（CHEN Xu， et al. Indigenization scheme and implementation difficulty analysis for the equipment of Unit 3 & 4 in Tianwan 3［J］. China Nuclear Power. 2013（12）：312-315.）

Localized Design of the Electrical System for Nuclear Emergency Diesel Generator Set

LI Ying
（Shaanxi Diesel Engine Heavy Industry Co.， Ltd.， Xi'an of Shaanxi Prov. 710077，China）

Based on CHASNUPP 2 project （hereinafter C2 project）， the characteristics and special requirements for the electric control of the diesel generator set are briefly introduced Related electric equipment is selected to carry out the functions of control， monitoring and protection of the electric system. Through related design and tests， various performance indices，technical indices and dynamic and static characteristics satisfying the aim of complete plant design intended target of the emergency stand-by power are verified. it is proved that related electrical technical indices after completing of 12PA6B diesel engine， generator and auxiliary equipment could satisfy the stand-by power operating requirement.

nuclear power；emergency diesel generator set；electric system；localization

TM623Article character：AArticle ID：1674-1617（2015）03-0225-06

TM623

A

1674-1617（2015）03-0225-06

2015-03-27

李穎（1981—），女，陜西興平人，工程師，碩士，從事核電工程目管理工作。