LNA失電試驗期間產(chǎn)生停堆信號的原因探究

摘 要：220V不間斷交流電源LNA母線失電試驗是M310型核電機組調(diào)試熱態(tài)功能試驗期間的一個試驗項目，按照設計規(guī)定，LNA單列母線失電時不會導致反應堆停堆，但在福清核電2號機組實際進行失電試驗時，曾出現(xiàn)LNA母線失電后，出現(xiàn)跨列跨通道停堆斷路器分閘的情況，本文就是對此現(xiàn)象發(fā)生的原因進行研究，以供同類機組參考。

關鍵詞：COC試驗；LNA失電；RPN保護信號繼電器

中圖分類號：TM623.7 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0098-01

1 核電廠停堆斷路器與保護信號

M310核電機組均采用8個停堆斷路器，機組正常運行時8個停堆斷路器均處于合閘狀態(tài)，8個停堆斷路器分為4組，每組2個，如RPA100/101JA為一組，對應于保護通道Ⅰ。DCS通過模擬量采集卡將現(xiàn)場運行信號送到RPS機柜中進行閾值比較處理后，閾值比較結(jié)果除了參與本通道表決邏輯處理外，還送到其他三個保護通道參與表決邏輯處理，這樣，每個保護通道均執(zhí)行“2/4”的表決邏輯處理，并將邏輯輸出至停堆斷路器失電跳閘線圈。

根據(jù)RPR邏輯圖[1]，RPA100JA和RPA200JA同時斷開或抽出、RPA101/201JA中的任一個與RPB101/201JA中的任一個同時斷開或抽出、RPB100JA和RPB200JA同時斷開或抽出，三個中任意滿足一個都可以觸發(fā)P4停堆信號。

2 LNA母線失電時，導致RPA100/101JA跳開的機理

實現(xiàn)反應堆保護功能的8個停堆斷路器中，每個停堆斷路器均設置有失電跳閘和帶電跳閘兩個線圈。緊急停堆自動邏輯采用失電動作的原則，來自驅(qū)動邏輯單元的自動停堆信號通過繼電器邏輯控制電路作用于斷路器的失勵線圈，切斷失勵線圈的供電，引起停堆。

LNA母線失電時，僅作用與I通道停堆斷路器的失電線圈。失電線圈連接RPC自動保護停堆邏輯的DO卡（該卡輸出滿足失電動作的原則）。失電動作原因是：I通道的停堆斷路器跳閘信號是由放在Train A中RXM機架輸出到停堆斷路器的，當LNA失電時，I通道失電，此RXM機架與I通道機柜失去通訊，其輸出模塊DO輸出將缺省為de-energized，此將能夠使停堆斷路器的失電線圈失電，從而打開I組停堆斷路器RPA100/101JA，但不應打開其他的斷路器，故不會停堆。

3 福清核電2號機組LNA失電試驗未按預期動作現(xiàn)象分析

福清核電2號機組熱態(tài)功能試驗期間執(zhí)行TP2COC56：LNA母線失電試驗時，根據(jù)規(guī)程步驟斷開LNA刀閘，LNA母線失電后，發(fā)現(xiàn)除RPA100JA、RPA101JA斷路器按照預期斷開外，RPB200JA、RPB201JA斷路器也意外斷開，導致停堆信號（P4）觸發(fā)，根據(jù)規(guī)程，在LNA失電后應該只有本通道的斷路器（RPA100JA、RPA101JA）由于失壓線圈斷電而跳開，且RPB200JA、RPB201JA為跨列跨通道分閘，非RPR邏輯及保護功能預期動作，故為意外故障分閘。

為查找分閘原因，經(jīng)過多次間隔斷開LNA電源，發(fā)現(xiàn)LNA失電有一定幾率引起RPB100JA、RPB101JA、RPB200JA、RPB201JA分閘；在LNA恢復供電后，RPN機柜執(zhí)行處理器復位操作時也有一定幾率發(fā)生停堆斷路器的跨通道分閘；在后續(xù)執(zhí)行的LNB失電試驗中，也引起了RPA200JA、RPA201JA的跨通道分閘；執(zhí)行LNC、LND失電試驗時未發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象。

根據(jù)RPRFD圖，如果觸發(fā)通道中的斷路器打開邏輯，會產(chǎn)生相應KA報警從1E經(jīng)FDSI到KIC顯示，但在執(zhí)行斷電試驗及出現(xiàn)意外分閘的情況下，試驗執(zhí)行人員并未在主控監(jiān)控到相應報警出現(xiàn)。故問題產(chǎn)生初期，我們懷疑分閘原因并未通過邏輯觸發(fā)到達下游，有可能是失電工況影響或干擾了部分機柜的卡件或網(wǎng)絡通訊，導致分閘命令意外產(chǎn)生，但經(jīng)分析，非失電通道的分閘命令處理機架由獨立220VAC電源供電，經(jīng)與電氣技術人員確認，LNA失電不會影響其他通道的220VAC供電，故排除電氣影響。

真實原因分析如下：源量程二取一邏輯，正常情況下RPN源量程中子注量率高RPN402XU停堆TRIP信號（B信號）和RPN源量程故障FAULT信號（A信號）均為0，在LNA失電時，會導致A信號和B信號均變?yōu)?，即為觸發(fā)狀態(tài)，F(xiàn)AULT信號為1會屏蔽TRIP信號，從而避免單通道試驗或故障時引起停堆造成其他通道停堆斷路器分閘。但假設TRIP信號先送至反應堆保護機柜（KCS機柜），F(xiàn)AULT信號在其后送至，該條件下就有可能觸發(fā)短暫的分閘脈沖，是否觸發(fā)要根據(jù)KCS的掃描周期與RPN的這兩個信號觸發(fā)時間來決定。KCS機柜CHANNEL機架的掃描時間為26～30ms之間，如果在一個掃描周期內(nèi)監(jiān)測到TRIP和FAULT的變化，對于控制器來說這兩個信號是沒有時間差的，如果在一個周期內(nèi)監(jiān)測到TRIP信號變化，但FAULT信號在2.4ms后產(chǎn)生，且正好被下一個周期所監(jiān)測到，這樣就造成了控制器在第一輪掃描周期內(nèi)監(jiān)測到TRIP產(chǎn)生而FAULT信號尚未變化，故觸發(fā)分閘信號，第二輪掃描周期中監(jiān)測到FAULT信號后復位TRIP信號，即造成停堆信號脈沖，從而通過KCS機柜向8臺停堆斷路器發(fā)出分閘脈沖。

后經(jīng)連接錄波儀驗證，證實了確實是這種原因?qū)е碌膯瘟惺щ妼е驴缌锌缤ǖ劳６褦嗦菲鞣珠l。

4 改進措施

為避免在單列失電工況下觸發(fā)跨列分閘，需要對RPN與KCS接口進行改進，我們采取方案如下：定期測試RPN中間量程與源量程繼電器所有繼電器屬性，驗證卡件失電情況下TRIP與FAULT信號產(chǎn)生的順序，對于TRIP信號快于FAULT信號產(chǎn)生的繼電器進行更換。在后續(xù)的COC失電試驗中使用該方案進行了驗證，未再出現(xiàn)過跨列分閘現(xiàn)象，這也再次驗證了前述分析及改進措施的正確性。

參考文獻

[1]馮 威，肖 鵬.《福建福清核電廠一期工程RPR系統(tǒng)手冊第6.2節(jié)邏輯圖》（RPRLD05）.

[2]余周峰，吳海龍.《RPN系統(tǒng)保護信號繼電器特性檢查》（FQX-RPN-M-I014）.

收稿日期：2018-7-22

作者簡介：王世興（1986-），男，河南許昌人，工程師，本科，主要從事核電站技術管理及COC/BAS及其它高風險瞬態(tài)調(diào)試試驗組織和實施工作。

宋雨蒙（1989-），男，內(nèi)蒙古烏海人，工程師，工程碩士，主要從事核電調(diào)試技術管理及高風險瞬態(tài)試驗組織實施工作。

常向陽（1988-），男，漢族，河南洛陽人，工程師，本科，主要從事核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試、反應堆保護系統(tǒng)調(diào)試等工作。