秦山核電電網(wǎng)“三道防線”現(xiàn)狀及建議

姜國威 楊建明 高鑫

【摘 要】結(jié)合電網(wǎng)“三道防線”的概念、功能及發(fā)展現(xiàn)狀，以秦山核電為例，介紹了電廠“三道防線”設(shè)備的運(yùn)行、檢修試驗(yàn)、反措執(zhí)行情況，結(jié)合《國家電網(wǎng)公司關(guān)于開展電網(wǎng)“三道防線”專項(xiàng)核查工作的通知》的頒布，提出了進(jìn)一步完善秦山核電“三道防線”建設(shè)的相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；三道防線；安全自動(dòng)裝置；核電廠

中圖分類號： TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0242-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.111

【Abstract】function and development present condition that combine the charged barbed wire net“three defense lines”s， with Qin Shan nuclear power plant for example， introduced the movement， check of the power station“three defense lines”s equipments to fix an on trial and anti- Cuo performance circumstance， combine the promulgation of《national charged barbed wire net company concerning develop the charged barbed wire net“three defense lines”s particularly the item pit check the notice of work 》 ， put forward the related suggestion that further perfect Qin Shan nuclear power plant “three defense lines”s construction.

【Key words】Electric power system； Three defense lines； Automatic safety device； Nuclear power plant

1 加強(qiáng)“三道防線”建設(shè)的重要性

《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》中，將我國承受大擾動(dòng)能力的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為三級，即保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的“三道防線”，其內(nèi)容可大致歸納如下：第一級標(biāo)準(zhǔn)（第一道防線）即正常方式下對于較常見或較輕的單一元件故障，不采取穩(wěn)定控制措施，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)正常供電；第二級標(biāo)準(zhǔn)（第二道防線）即正常方式下對于較少見或較嚴(yán)重的故障，應(yīng)能保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，但允許損失部分負(fù)荷；第三級標(biāo)準(zhǔn)（第三道防線）即因一些嚴(yán)重故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞時(shí)，必須采取措施，防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負(fù)荷損失。

2003年發(fā)生了震驚世界的814北美大停電，隨后相繼又發(fā)生了倫敦、瑞典、丹麥等國較大范圍的停電事故，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，更為我國預(yù)防此類停電事故敲響了警鐘。為此，國家電網(wǎng)要求對繼電保護(hù)、安控系統(tǒng)等保障電網(wǎng)安全的“三道防線”設(shè)備加強(qiáng)管理并建立了由上至下各單位對運(yùn)維范圍內(nèi)的“三道防線”設(shè)備進(jìn)行全面核查的長效良好機(jī)制。秦山核電積極響應(yīng)電網(wǎng)號召，高度重視其所轄九臺機(jī)組“三道防線”相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、檢修調(diào)試、定值策略、通信通道及反措執(zhí)行情況，積極消除隱患，提高設(shè)備可靠性，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 秦山核電“三道防線”設(shè)備現(xiàn)狀

秦山核電所轄九臺核電機(jī)組由于堆型、容量、商運(yùn)時(shí)間、升壓站電壓等級和接線方式不一致等原因，造成了“三道防線”設(shè)備較為復(fù)雜，難于梳理。主要設(shè)備大致如下：秦一廠的秦塘2P59線、秦立2424線、秦躍2428線、秦方2P70線線路保護(hù)裝置；母差及母聯(lián)充電保護(hù)裝置；啟備變保護(hù)裝置。秦二、三廠的秦喬5413線、秦喬5414線、秦由5415線、秦拳5416線、秦重5421線、秦重5422線線路保護(hù)裝置；500KV母線保護(hù)裝置。方家山的方由5810線、方翔5808線、方云5809線線路保護(hù)裝置；500KV母線保護(hù)裝置。各廠的主變廠變電量及非電量保護(hù)保護(hù)裝置、發(fā)變組電量及非電量保護(hù)裝置、啟備變保護(hù)裝置、保護(hù)數(shù)據(jù)處理及通訊裝置等。

2.1 設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行情況

秦山核電九臺機(jī)組“三道防線”裝置現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)正常，面板指示無異常，各類差動(dòng)保護(hù)差流合格，高頻保護(hù)通道測試正常，220KV及500KV系統(tǒng)無純過流保護(hù)異常投跳情況，繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置內(nèi)部整定值與定值單一致，現(xiàn)場運(yùn)行定值單編號與調(diào)度部門一致。秦一廠與方家山戶外端子箱、瓦斯繼電器等密封良好，戶外設(shè)備紅外測溫正?！，F(xiàn)存問題為秦二、三廠500KV聯(lián)合開關(guān)站戶外設(shè)備密封存在缺陷，就地控制柜封堵有掉落，存在凝露現(xiàn)象。

2.2 設(shè)備檢修試驗(yàn)情況

按照《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程》、《電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)要求，秦山核電九臺機(jī)組繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置不存在檢驗(yàn)超周期情況。對于火電廠和水電廠，電網(wǎng)更偏重于安控裝置（即第三道防線）出口傳動(dòng)試驗(yàn)、裝置出口壓板至斷路器跳合閘回路的正確性、安控裝置與相關(guān)保護(hù)接口回路的配合傳動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目完整全面性，安控系統(tǒng)的信息傳輸和控制策略的正確性?？紤]核電機(jī)組不同于其他常規(guī)電廠，秦山核電暫未投入安穩(wěn)系統(tǒng)。

2.3 設(shè)備反措執(zhí)行情況

對于電網(wǎng)雙重化保護(hù)配置獨(dú)立性要求，秦二、三廠與方家山機(jī)組繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置均為雙重化配置，兩套設(shè)備功能獨(dú)立、完整，相關(guān)的交流電壓回路、電流回路、直流電源、跳閘回路、通道設(shè)備等完全獨(dú)立?，F(xiàn)存問題為秦一廠220kV斷路器未配置雙跳線圈，雙重化配置的保護(hù)裝置的直流電源未取自不同蓄電池組供電的直流母線段。對于十八項(xiàng)反措的落實(shí)情況，主要存在的問題為秦一廠母差保護(hù)未雙重化、秦二、三廠500KV聯(lián)合開關(guān)站無二次等電位接地環(huán)網(wǎng)。對于國網(wǎng)公司提出的“國電南自部分型號保護(hù)裝置開入回路功能失效”家族性缺陷情況，秦山核電由于未配置該廠家的相關(guān)設(shè)備，不存在此類問題。

3 完善秦山核電“三道防線”建設(shè)的幾點(diǎn)意見

3.1 完善繼電保護(hù)雙重化配置獨(dú)立性

《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T 14285—2006）要求電力系統(tǒng)重要設(shè)備的繼電保護(hù)應(yīng)采用雙重化配置。兩套保護(hù)裝置的直流電源應(yīng)取自不同蓄電池組供電的直流母線段；兩套保護(hù)裝置的跳閘回路應(yīng)分別作用于斷路器的兩個(gè)跳閘線圈；兩套保護(hù)裝置與其他保護(hù)、設(shè)備配合的回路應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則；兩套保護(hù)裝置之間不應(yīng)有電氣聯(lián)系。

目前秦一廠機(jī)組現(xiàn)狀為220KV繼電保護(hù)裝置斷路器未配置兩個(gè)跳閘線圈，共用同一個(gè)跳閘線圈；雙重化配置的保護(hù)裝置的直流電源未取自不同蓄電池組供電的直流母線段，只配有單一蓄電池組，不滿足國家電網(wǎng)技術(shù)要求。針對此問題，秦一廠斷路器跳閘線圈雙重化和二回路直流加裝蓄電池組的變更申請均已提出，目前在可行性研究報(bào)告編制階段。

3.2 落實(shí)十八項(xiàng)反措執(zhí)行情況

國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中規(guī)定：電力系統(tǒng)重要設(shè)備的繼電保護(hù)應(yīng)采用雙重化配置。目前秦一廠220KV母差保護(hù)只配備了一套保護(hù)，未實(shí)現(xiàn)雙重化配置標(biāo)準(zhǔn)，秦山核電已經(jīng)提出雙重化整改方案，增加一套母差保護(hù)裝置，但由于機(jī)組商運(yùn)時(shí)間較早，前期的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致秦一廠沒有冗余的電流互感器，無法為第二套母差保護(hù)單獨(dú)配置電流互感器，若兩套母差保護(hù)裝置共用同一個(gè)電流互感器，不滿足《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中規(guī)定的兩套保護(hù)裝置的交流電壓、交流電流應(yīng)分別取自電壓互感器和電流互感器互相獨(dú)立的繞組，其保護(hù)范圍應(yīng)交叉重疊，避免死區(qū)。建議通過技術(shù)改造，適時(shí)在GIS內(nèi)增加一個(gè)電流互感器，以滿足國家電網(wǎng)公司要求。

《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》要求在輸變電工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)認(rèn)真吸取接地網(wǎng)事故教訓(xùn)，并按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定的要求，改進(jìn)和完善接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。秦二、三廠500KV聯(lián)合開關(guān)站目前存在問題為無二次等電位接地環(huán)網(wǎng)，針對此問題，秦山核電已計(jì)劃增加與主接地網(wǎng)緊密連接的二次等電位接地網(wǎng)并逐步通過技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)控樓三樓各保護(hù)裝置等二次設(shè)備與二次等電位接地網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)500kV開關(guān)站內(nèi)各串LCP柜等二次設(shè)備與二次等電位接地網(wǎng)連接。

3.3 整改涉網(wǎng)戶外設(shè)備密封缺陷

涉網(wǎng)戶外設(shè)備密封缺陷可能影響繼電保護(hù)等設(shè)備正常運(yùn)行，為提高“三道防線”設(shè)備的運(yùn)行可靠性，浙江電網(wǎng)要求因停電原因無法在迎峰度夏前完成整改的工作，應(yīng)制定專項(xiàng)整改計(jì)劃。秦二、三廠500KV聯(lián)合開關(guān)站目前存在問題為就地控制柜封堵有掉落、存在凝露現(xiàn)象。目前已在大修期間對第三串就地控制屏進(jìn)行整改，其他五串就地控制屏柜已制定整改方案并計(jì)劃在相應(yīng)機(jī)組停機(jī)大修窗口整改。

3.4 討論增加安穩(wěn)裝置的可行性

安穩(wěn)裝置在預(yù)防電力系統(tǒng)發(fā)生異常狀況，尤其是防止電網(wǎng)發(fā)生大面積連鎖停電事故方面發(fā)揮了重要作用。安穩(wěn)裝置不僅可以提高電網(wǎng)主要線路的暫態(tài)穩(wěn)定極限、改善電網(wǎng)的穩(wěn)定水平，還可以提高電網(wǎng)的輸送能力、避免窩電、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。但增加安穩(wěn)裝置要考慮的綜合因素較多，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定破壞事故是擾動(dòng)沖擊的積累，受到諸多因素的影響，正確地預(yù)測穩(wěn)定破壞并緊急控制使之維持穩(wěn)定運(yùn)行是一件難度極大的工作。

目前，安穩(wěn)裝置多用于國內(nèi)火電廠及水電廠，秦山核電機(jī)組暫無安穩(wěn)裝置，由于核電機(jī)組不同于火電機(jī)組，核電廠目前多為基荷運(yùn)行，如果裝置誤動(dòng)造成核電廠非計(jì)劃停機(jī)，一方面存在停機(jī)導(dǎo)致停堆隱患，緊急停堆對于核電機(jī)組來說，在其壽期內(nèi)有一定的限制，另一方面基荷運(yùn)行的核電機(jī)組非計(jì)劃跳閘也會(huì)給電網(wǎng)增加風(fēng)險(xiǎn)負(fù)擔(dān)。若在秦山核電加裝安穩(wěn)裝置，還需設(shè)計(jì)院進(jìn)一步優(yōu)化控制策略，提高安穩(wěn)裝置自身穩(wěn)定性，在保證安全的前提下盡可能不切或少切核電機(jī)組、避免誤切核電機(jī)組。

4 結(jié)語

“三道防線”在彌補(bǔ)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)、確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及可靠供電中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用?！秶译娋W(wǎng)公司關(guān)于開展電網(wǎng)“三道防線”專項(xiàng)核查工作的通知》的頒布，對電網(wǎng)及電廠“三道防線”建設(shè)提出了更高的要求。本文以秦山核電為例，對核電廠“三道防線”的概念、功能及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要總結(jié)與分析，結(jié)合《浙江電網(wǎng)“三道防線”專項(xiàng)核查工作方案》的要求，對進(jìn)一步完善核電廠“三道防線”提出了相關(guān)建議。本文對秦山核電“三道防線”的建設(shè)具有較大的價(jià)值，也對我國其它核電廠和火電廠有一定的參考意義。

【參考文獻(xiàn)】

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