核電站500kV轉(zhuǎn)220kV運(yùn)行工況分析

耿海

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2016）06-000-01

摘 要 考慮到核電站在安全方面的重要性，在核電站的廠用負(fù)荷電源的設(shè)計(jì)中，通常設(shè)計(jì)為多電源的冗余配，以保證在事故工況下維持核反應(yīng)堆的安全和放射性的包容。因此，在核電站的設(shè)計(jì)中，廠外電源就包括了從500kV側(cè)引入的主電源和從220kV側(cè)引入的備用電源。在500kV側(cè)發(fā)生跳閘（包括主變、高廠變故障跳閘）將導(dǎo)致正常運(yùn)行母線BBA（BBB/BBC/BBD）失電，本文著重對(duì)500kV系統(tǒng)失電切換至220kV系統(tǒng)運(yùn)行的工況進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 核電站 廠外電源 失去 運(yùn)行工況

核電站的廠外電源包括500kV的主電源及220kV的備用電源，在500kV側(cè)發(fā)生跳閘（包括主變、高廠變故障跳閘）將導(dǎo)致正常運(yùn)行母線BBA（BBB、BBC、BBD）失電，根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)母線500kV側(cè)失電會(huì)切換至220kV運(yùn)行。500kV向220kV電源切換是一個(gè)極其復(fù)雜的工況，需要運(yùn)行人員快速做出及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)。

一、廠外交流電源系統(tǒng)介紹

已建成商運(yùn)的一二號(hào)機(jī)組分別具有兩路廠外交流電源：

（一）500kV廠外交流電源

核電站一期2臺(tái)1000MW機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組均以單元發(fā)—變組形式接入廠內(nèi)500kV開關(guān)站，500kV電氣一次接線采用3/2斷路器接線方式，保證任意一條線路或斷路器故障，均不影響500kV系統(tǒng)運(yùn)行。但是主變一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致機(jī)組失去500kV交流主用電源。500kV電氣系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，因此為大電流接地系統(tǒng)。每回500kV線路的最大傳輸容量為2000MW。因此，當(dāng)一期工程三回500kV線路中有兩回因故退出的嚴(yán)重情況下，剩余的一回線路仍可把兩臺(tái)機(jī)組生產(chǎn)的電能全部送出（即采用了N—2的可靠性原則）；任何一條母線（I母或Ⅱ母）故障，連接在該母線上的斷路器斷開，電廠向外送電不受影響；任何兩條母線故障，連接在該兩條母線上的斷路器全部斷開，發(fā)電機(jī)向外送電也不受影響。

（二）220kV廠外交流電源

220kV主系統(tǒng)的主要目的為核電廠提供廠外備用電源，當(dāng)核電廠廠用工作電源停運(yùn)或故障時(shí)，通過備用變壓器和220kV系統(tǒng)將廠外電源引入廠內(nèi)，為單元機(jī)組提供應(yīng)急的廠用備用電源。220kV系統(tǒng)進(jìn)線取自云臺(tái)變電所，通過云核線與當(dāng)?shù)?20kV系統(tǒng)相聯(lián)。由于220kV電源為單母線單線路接線，故當(dāng)線路或啟動(dòng)變發(fā)生故障時(shí)，即失去220kV備用廠外交流電源。

二、機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)500kV轉(zhuǎn)220kV情況介紹

（一）快切保護(hù)

機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)，500kV系統(tǒng)發(fā)生故障或者發(fā)變組主保護(hù)動(dòng)作，將啟動(dòng)由500kV向220kV電源切換，此時(shí)的切換叫做快切。快切分為以下幾種情況：

1.發(fā)變組主保護(hù)動(dòng)作，0.1-0.2s切換至啟動(dòng)變帶載。該工況由3個(gè)信號(hào)觸發(fā)：

發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)；主變瓦斯保護(hù)或差動(dòng)保護(hù)；發(fā)電機(jī)低頻低壓保護(hù)

2.發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)，過電壓保護(hù)與上面b）共用一個(gè)出口。過電壓工況有：

工況1：當(dāng)ABQ11/12和BAC10開關(guān)都合閘（機(jī)組正常功率運(yùn)行）時(shí)，過電壓保護(hù)被閉鎖。

工況2：當(dāng)ABQ11/12合閘，而BAC10斷開時(shí)；即發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行時(shí)出口過電壓，說明發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障，勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作，發(fā)變組保護(hù)不動(dòng)作，保護(hù)信號(hào)1MKA10EW113去TXP系統(tǒng)。

工況3：當(dāng)BAC10合閘，而ABQ11/12斷開時(shí)；即發(fā)電機(jī)處于帶廠用電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)出口超壓，發(fā)變組保護(hù)發(fā)全停信號(hào)。

工況4：當(dāng)BAC10，ABQ11/12都合閘時(shí)，ABQ11/12突然斷開；即機(jī)組處于功率運(yùn)行狀態(tài)時(shí)發(fā)電機(jī)出口過電壓，這時(shí)保護(hù)延時(shí)3秒動(dòng)作（是為了防止ABQ開關(guān)突然斷開的過渡工況下因?yàn)殡妷簲_動(dòng)而使保護(hù)動(dòng)作），發(fā)變組保護(hù)發(fā)全停信號(hào)。

如果切換時(shí)不發(fā)生跳堆，則事故征兆為：當(dāng)反應(yīng)堆功率大于75%Nnom時(shí)APP和PP2動(dòng)作；當(dāng)反應(yīng)堆功率大于40%Nnom時(shí)PP1（RUPL）動(dòng)作；兩臺(tái)相鄰主泵切除，另外兩臺(tái)主泵處于工作狀態(tài)；汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉。

（二）慢切保護(hù)

機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)，發(fā)變組主保護(hù)拒動(dòng)，后備保護(hù)延時(shí)動(dòng)作或者發(fā)變組主保護(hù)和后備保護(hù)均未動(dòng)作，低電壓保護(hù)動(dòng)作，500kV切換到220kV運(yùn)行的保護(hù)叫做慢切保護(hù)。6kV正常工作母線低電壓保護(hù)分三段：

第1段動(dòng)作時(shí)限為1.4秒，動(dòng)作電壓為0.7倍額定值，即當(dāng)母線電壓降低到0.7倍額定值且延時(shí)1.4秒后根據(jù)低電壓保護(hù)將切除部分不重要用戶；

第2段動(dòng)作時(shí)限為1.5秒，動(dòng)作電壓為0.7倍額定值，即當(dāng)母線電壓降低到0.7倍額定值且延時(shí)1.5秒后相應(yīng)母線的備自投動(dòng)作，從500kV廠外電源切換到220kV廠外電源切；

第3段動(dòng)作時(shí)限為4秒，動(dòng)作電壓為0.5倍額定值，即當(dāng)當(dāng)母線電壓降低到0.5倍額定值且延時(shí)4秒后將切除全部用戶（這種情況通常是備自投沒有正確的動(dòng)作）。

三、結(jié)語

500kV向220kV電源切換是一個(gè)極其復(fù)雜的工況，需要運(yùn)行人員快速做出及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)：值長的主要任務(wù)是啟動(dòng)應(yīng)急并向電網(wǎng)匯報(bào)情況，通過操縱員來控制系統(tǒng)狀態(tài)，組織維修力量保證220kV可靠運(yùn)行以及切換不成功確保柴油發(fā)電機(jī)的可靠運(yùn)行，從而確保堆芯處于安全狀態(tài)；核島操縱員的主要任務(wù)是確保一回路熱量的可靠導(dǎo)出，盡快向一回路注硼建立停堆硼濃度；常規(guī)島操縱員的主要任務(wù)是確保蒸汽發(fā)生器的給水，保證二回路能導(dǎo)出一回路的熱量。

參考文獻(xiàn)：

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