新增后備柴油發(fā)電機(jī)組及嚴(yán)重事故機(jī)柜專(zhuān)用UPS電源后對(duì)電廠(chǎng)失電影響

李艷軍

福島核事故后，國(guó)內(nèi)多電廠(chǎng)做了針對(duì)性的改進(jìn)項(xiàng)，用于保證在全廠(chǎng)斷電工況下堆芯的充分冷卻和安全殼的完整性，從縱深防御角度加強(qiáng)電源的可靠性。尤其是新建核電，從設(shè)計(jì)初進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，本文結(jié)合新增加LHR（后備柴油發(fā)電機(jī)組）及LVS（嚴(yán)重事故機(jī)柜專(zhuān)用UPS 電源）系統(tǒng)功能對(duì)電廠(chǎng)影響及失電后如何進(jìn)行有效切換，進(jìn)行詳細(xì)的分析及探討。

1.LHR（后備柴油發(fā)電機(jī)組）

廠(chǎng)址附加柴油發(fā)電機(jī)組（0LHS）為廠(chǎng)址共用，無(wú)法滿(mǎn)足多機(jī)組同時(shí)發(fā)生SBO工況時(shí)的電源容量需求，且接入時(shí)間也無(wú)法滿(mǎn)足要求。

1.1改進(jìn)方案

設(shè)計(jì)原則為后備柴油發(fā)電機(jī)組不降低原有應(yīng)急電源系統(tǒng)的性能和安全性;后備柴油發(fā)電機(jī)組用于應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，系統(tǒng)為非安全級(jí);為其配置獨(dú)立的廠(chǎng)房和電纜通道，按抗設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震（SSE）進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并適當(dāng)提高抗震裕量;后備柴油發(fā)電機(jī)組水淹設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)高于機(jī)組應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組（LHP/Q）;為滿(mǎn)足多樣性要求，采用與應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)采用不同廠(chǎng)家和型號(hào)的產(chǎn)品。因此后備柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)安全要求不低于LLS柴油發(fā)電機(jī)組。

2.LVS（嚴(yán)重事故機(jī)柜專(zhuān)用UPS 電源）

用于保證所有交流電失去后的必要監(jiān)測(cè)手段，相應(yīng)配套增加一套嚴(yán)重事故機(jī)柜專(zhuān)用UPS 電源。

根據(jù)福島事件經(jīng)驗(yàn)，如果LLS 柴油機(jī)組和EDG 都失效，儀表將在1 小時(shí)后失去電源，失去基本監(jiān)測(cè)。

2.1改進(jìn)方案

本系統(tǒng)主要包括產(chǎn)生380V、220V交直流電源的設(shè)備。380V逆變器專(zhuān)用于電動(dòng)閥供電;控制負(fù)荷由220V逆變器供電;電動(dòng)閥動(dòng)作不會(huì)影響到控制負(fù)荷。0LVS系統(tǒng)中有一臺(tái)充電器，容量為88kVA，兩臺(tái)逆變器，容量分別為80kVA、20kVA。

正常運(yùn)行下。如果LHP/Q機(jī)組啟動(dòng)失敗，后備柴油發(fā)電機(jī)組（LHR）啟動(dòng)成功，通過(guò)LHC母線(xiàn)給LLS001AR系統(tǒng)供電。通過(guò)LLS001AR為L(zhǎng)VS系統(tǒng)供電。如果后備柴油發(fā)電機(jī)組（LHR）啟動(dòng)失敗，380V移動(dòng)交流電源接入LLS001AR柜或6.6kV移動(dòng)交流電源接入LHC母線(xiàn)，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組既對(duì)LVS系統(tǒng)的蓄電池進(jìn)行充電也對(duì)嚴(yán)重事故專(zhuān)用機(jī)柜進(jìn)行供電。

正常運(yùn)行下，LVS系統(tǒng)電源取自L(fǎng)LS，為嚴(yán)重事故機(jī)柜供電，對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充電。在失去廠(chǎng)外電源后，1E級(jí)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組（LHP/Q）接入系統(tǒng)。如果LHP/Q機(jī)組啟動(dòng)失敗，后備柴油發(fā)電機(jī)組（LHR）啟動(dòng)成功，通過(guò)LHC母線(xiàn)給LLS001AR系統(tǒng)供電。通過(guò)LLS001AR為L(zhǎng)VS系統(tǒng)供電。如果后備柴油發(fā)電機(jī)組（LHR）啟動(dòng)失敗，380V移動(dòng)交流電源接入LLS001AR柜或6.6kV移動(dòng)交流電源接入LHC母線(xiàn)，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組既對(duì)LVS系統(tǒng)的蓄電池進(jìn)行充電也對(duì)嚴(yán)重事故專(zhuān)用機(jī)柜進(jìn)行供電。

3.6.6Kv失電后的供電方式

技術(shù)規(guī)范要求，機(jī)組功率運(yùn)行模式兩路外電源和兩路內(nèi)電源必須可用，兩路外電源包括主外電源（GEW），輔助外電源（LGR），A列柴油機(jī)應(yīng)急電源（LHP、LHA），B列應(yīng)急柴油機(jī)電源（LHQ、LHB）。本文就四路電源失電的情況下，結(jié)合LHR/LVS新增功能，分析一下下游應(yīng)急負(fù)荷如何切換供電方式。

3.1全廠(chǎng)失電LHA通過(guò)LHC供電

3.1.1 LHC影響：

正常LHC由LHA供電，全廠(chǎng)失電后，LHA/LHB均失去，LHC失電。20s后LHR自動(dòng)啟動(dòng)后，LHC由LHR自動(dòng)供電。此時(shí)LHA在線(xiàn)至LHC供電，主控操作，將LHA供電切至LHC

3.1.2 LHB下游負(fù)荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP均會(huì)失電

LNB/LND會(huì)失電，正常供電LL*失去，由蓄電池供電，此時(shí)蓄電池進(jìn)行放電，由于主輔電源均失去，LKD也失電。LNB/LND會(huì)失電最終會(huì)失電。需將LNB/LND下游負(fù)荷切至其他電源供電。

LNB下游需切換：

1）SIP二組即KCS021TB電源：KCS021TB電源由三路電源供電，LNB/LNE360CR/LVS，此時(shí)需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS823AR，其下游主要負(fù)荷為ETY102MP/ RCP008MN /RCP139MP。正常由LNB供電，LNB失電需手動(dòng)切換至LNE360CR供電

3）KCS821AR，其下游主要負(fù)荷為RCP安全閥組處理機(jī)柜B。正常由LNB供電，LNB失電需手動(dòng)切換至LVS002CR供電

4）KRT604CR：有三路供電LNB/LNE360CR/LVS，正常由LNB供電，LNB失電需切換至LNE360CR供電

5）RPN002AR（RPN第一組斷路器電源）電源由LNB切換至LVS

LND下游需切換的：

1）SIP四組即KCS041TB電源：KCS041TB電源由三路電源供電，LND/LNE360CR/LVS，此時(shí)需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS843AR，其下游主要負(fù)荷為ETY104MP/ RCP091MN/ RCP093MN /RCP095MN/RCP037MP。正常由LND供電，LND失電需手動(dòng)切換至LNE360CR供電

3）LNP由LBP失電，LNP最終也會(huì)失電。LNH由LBB供電，LNH最終也會(huì)失電

3.1.3 LHA下游負(fù)荷

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LNE由于LHA會(huì)生新供電均會(huì)重新得電

LBJ由于上游電源為L(zhǎng)LP，接觸器沒(méi)有掛鉤，會(huì)失電。

3.1.4 事故規(guī)程里的特殊操作

RIS003VP電源失去，需將其電源切至LLK供電，此時(shí)LLK由LHC正常供電

DSL005AR電源即主控應(yīng)急照明由于工A/B列應(yīng)急電源失電，需手動(dòng)切至LVS供電。

ASG607CR（ASG004PO 控制盤(pán)供電電源）正常由LBB供電，此時(shí)需將其電源切換至LVS供電（由兩個(gè)LVS供電開(kāi)關(guān)串聯(lián)供電，操作時(shí)需注意順序）

3.2全廠(chǎng)失電LHB通過(guò)LHC供電

3.2.1 LHC影響

正常LHC由LHB供電，全廠(chǎng)失電后，LHA/LHB均失去，LHC失電。20s后LHR自動(dòng)啟動(dòng)后，LHC由LHR自動(dòng)供電。此時(shí)LHB在線(xiàn)至LHC供電，主控操作，將LHB供電切至LHC

3.2.2 LHB下游負(fù)荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP/LNP/LNH均會(huì)重新帶電

3.2.3 LHA下游負(fù)荷：

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LBJ/LNE均會(huì)失電

LAA兩路供電均失去其下游LNE最終也會(huì)失去供電，其重要電氣盤(pán)為L(zhǎng)NE360CR，此時(shí)需將LNE360CR供電切換至LLJ供電。

LNA/LNC會(huì)失電，正常供電LL*失去，由蓄電池供電，此時(shí)蓄電池進(jìn)行放電，由于主輔電源均失去，LKE也失電。LNA/LNC會(huì)失電最終會(huì)失電。需將LNA/LNC下游負(fù)荷切至其他電源供電。

LNA下游需切換：

1）SIP一組即KCS011TB電源：KCS011TB電源由三路電源供電，LNA/LNE360CR/LVS，此時(shí)需將其供電切至LNE360CR供電。

2）KCS813AR，其下游主要負(fù)荷為ETY101MP/ RCP011MN/RCP090MN/092MN/RCP094MN/039MP。正常由LNA供電，LNA失電需手動(dòng)切換至LVS供電

3）KCS811AR，其下游主要負(fù)荷為RCP安全閥組處理機(jī)柜。正常由LNA供電，LNA失電需手動(dòng)切換至LVS001CR供電

4）RPN001AR（RPN第一組斷路器電源）電源由LNA切換至LVS

3.2.4 事故規(guī)程里的特殊操作：

RIS001/002VP電源失去，需將其電源切至LLK供電，此時(shí)LLK由LHC正常供電

DSL005AR電源即主控應(yīng)急照明由于A(yíng)列應(yīng)急電源失電，需手動(dòng)切至B列應(yīng)急電源供電。

ASG606CR（ASG003PO 控制盤(pán)供電電源）正常由LBA供電，此時(shí)需將其電源切換至LVS供電（由兩個(gè)LVS供電開(kāi)關(guān)串聯(lián)供電，操作時(shí)需注意順序）