摘要：文章主要介紹了三門核電1號機組非1E級直流電和不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計存在的弊端，及其在調(diào)試期間對調(diào)試工作的影響和在電廠正常運行期間可能存在的安全隱患，并提出該系統(tǒng)的設(shè)計改進建議，以提高直流電和不間斷電源運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：三門核電；1號機組；非1E級直流電；不間斷電源系統(tǒng)；EDS系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM623 文章編號：1009-2374（2015）14-0035-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.017

1 三門核電1號機組非1E級直流電和不間斷電源系統(tǒng)簡介

圖1 EDS系統(tǒng)簡圖

三門核電1號機組非1E級直流電和不間斷電源系統(tǒng)（EDS）為非安全相關(guān)的電廠儀表系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和啟動、正?；蚓o急停堆所需的設(shè)備提供不間斷的可靠

電源。

EDS系統(tǒng)共包含EDS1/2/3/4/5等五個序列，其中，EDS1/2/3/4通過末端的直流配電盤和交流配電盤給儀控機柜、操縱員控制臺、火警控制器、電源母線控制回路等用戶提供220V電源；EDS5給直流電動機和其他直流配電盤供電，但不給逆變器供電以防止電機啟動時的擾動干擾由逆變器供電的敏感設(shè)備。

正常情況下，EDS系統(tǒng)通過充電器為直流配電盤（DS）提供220V直流電源（見圖1），再通過逆變器給不間斷交流配電盤提供交流電源（UPS）。EDS系統(tǒng)還配置有直接為交流配電盤提供電源的調(diào)壓變壓器，如果逆變器出現(xiàn)故障或需檢修，則UPS交流配電盤從調(diào)壓變壓器獲得電源（單向開關(guān)，逆變器無法為調(diào)壓變壓器下游的負荷供電）。另外，EDS系統(tǒng)配置有蓄電池組，正常情況下由充電器為下游直流配電盤及UPS負載提供電源，并為蓄電池組進行浮充電，當充電器出現(xiàn)故障或失去電源時，由蓄電池組為直流和UPS負載提供電源。

2 EDS系統(tǒng)設(shè)計存在的弊端

EDS系統(tǒng)中EDS1和EDS3的充電器和調(diào)壓變壓器均由核島400V低壓負荷中心EK-13供電，EDS1和EDS3的直流配電盤通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接。當EDS1的直流配電盤不可用時，可以通過EDS3的直流配電盤母聯(lián)帶載，反之亦然，而且UPS交流配電盤旁路母線由調(diào)壓變壓器供電，以此提高直流電源和UPS電源的可靠性。EDS下游負荷絕大部分都設(shè)置有兩路電源，只要一路電源可用，就能滿足負荷的正常運行需求。

但是，若EK-13母線失電或需檢修，將導致EDS1和EDS3兩個序列的充電器和調(diào)壓變壓器均不可用，而蓄電池在負載滿負荷運行時只有2小時的供電容量，無法滿足EDS系統(tǒng)下游負荷較長時間的正常運行。EDS2和EDS4兩個序列的充電器和調(diào)壓變壓器均由EK-23供電，面臨同樣的問題。在系統(tǒng)調(diào)試或正常運行期間，核島低壓母線不可避免會出現(xiàn)斷電進行調(diào)試或檢修的情況，低壓母線停運導致EDS系統(tǒng)失電，將對電廠的安全和正常運行造成很大的影響。

3 EDS系統(tǒng)設(shè)計弊端存在的安全隱患

EDS系統(tǒng)的充電器和調(diào)壓變壓器均從同一段母線取電，一旦該段母線停運，將導致EDS下游負荷因失電而無法正常運行，這一問題在調(diào)試期間已充分凸現(xiàn)。由于三門核電1號機組為全球首臺第三代核電機組，設(shè)計還不成熟，低壓負荷中心EK-13和EK-23已投運并支持負荷運行，但仍存在較多設(shè)計變更，例如電機饋線間隔到進線柜內(nèi)的接線改造、盤柜封堵、低壓母線銅排改尺寸等工作。另外，EK-13和EK-23兩段母線投運后，該房間內(nèi)陸續(xù)執(zhí)行其他系統(tǒng)的建安工作，而該房間內(nèi)通風系統(tǒng)投運較晚，導致電氣盤柜內(nèi)積累了大量灰塵需要進行清掃。根據(jù)《電力安全工作規(guī)程（GB 26860-2011）》的要求，離帶電導體距離小于0.35米的作業(yè)需在停電情況下進行操作，所以這些在電氣柜內(nèi)進行的工作均需要停運母線，而停運這兩段低壓負荷中心將主要產(chǎn)生以下影響：

3.1 對儀控機柜的影響

三門核電1號機組所有儀控機柜均有兩路電源，優(yōu)先電源來自于不間斷電源EDSX-EA-1，備用電源來自于調(diào)壓變供電的EDSX-EA-2。儀控機柜的兩路電源取電于EDS系統(tǒng)的不同序列，總體來說有4種方式（見表1）。對于第1、2種取電方式的儀控盤柜，只要EK-13和EK-23不同時停運，下游儀控機柜將至少有一路電源。但是，若EK-13停運，則EDS1和EDS3失電，將導致第3種取電方式的儀控機柜失去所有電源；同樣，若EK-23停運，則EDS2和EDS4失電，將導致第4種取電方式的儀控機柜失去所有電源。投運的儀控機柜在支持部分閥門、電機的試驗或需遠方控制電源母線的操作，并且部分儀控機柜在執(zhí)行軟件下裝或更新，不具備停運條件。

3.2 對電源母線的影響

電廠10.5kV的中壓母線以及400V的低壓負荷中心進線斷路器的控制回路由EDS系統(tǒng)的一路UPS供電，無備用電源。若EDS系統(tǒng)因上游低壓母線停運而導致UPS不可用，且其旁路母線調(diào)壓變壓器也不可用，將導致中、低壓母線中的斷路器無法遠方進行分、合閘操作，特別是中壓電機類設(shè)備調(diào)試，需要遠方操作斷路器。

3.3 對EDS直流負荷的影響

EDS系統(tǒng)的直流負荷中，常規(guī)島和核島的中壓、低壓以及主變壓器散熱器控制器控制箱、輔助變壓器就地控制柜、機組故障錄波器、廠變就地控制柜、GCB控制盤等用戶均只有一路直流控制電源，若相應的EDS直流配電盤失電，將導致以上負荷不能正常運行。雖然EDS1和EDS3的直流配電盤之間以及EDS2和EDS4的直流配電盤之間有母聯(lián)帶載，但它們分別由同一段低壓母線供電，若有一段母線停電，則無法通過母聯(lián)帶載給失電的直流配電盤供電，這種設(shè)計方式不能充分發(fā)揮母聯(lián)的功能。

在調(diào)試期間EDS系統(tǒng)的部分負荷未移交或未投運的情況下，EK-13和EK-23較長時間的停運會影響調(diào)試進度和負荷設(shè)備的運行安全。待電廠正常運行以后，EK-13和EK-23因檢修或意外失電致使EDS系統(tǒng)不可用，將導致電廠的部分儀表系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、火警控制系統(tǒng)、電廠控制系統(tǒng)等不可用，不利于電廠的安全可靠運行。

4 EDS系統(tǒng)設(shè)計改進建議

為提高EDS系統(tǒng)供電的可靠性，可通過改變EDS兩個序列的電源分布情況，將有母聯(lián)帶載的EDS系統(tǒng)的兩個序列分別由EK-13和EK-23供電，如EDS1和EDS2由EK-13供電，EDS3和EDS4由EK-23供電（見圖2）。目前EDS1和EDS3在同一個房間，EDS2和EDS4在同一個房間，其動力電纜均通過電纜導管敷至EK-13和EK-23電氣盤柜內(nèi)，而EK-13和EK-13布置在同一個房間的相鄰位置。若將EDS2和EDS3序列的電源進行互換，只需將EDS2的充電器及調(diào)壓變壓器的動力電纜與EDS3的充電器及調(diào)壓變壓器的動力電纜的端接位置進行替換，并將二次保護部分做相應的改造。

如此改造以后，若EK-13或EK-23停運，其下游的EDS直流配電盤可分別由另一條電源母線下的EDS序列的直流配電盤通過母聯(lián)帶載，這樣保證了直流配電盤和UPS均不會失去電源，而調(diào)壓變壓器供電的交流配電盤EDSX-EA-2均為儀控機柜或汽輪機安全監(jiān)視裝置的次路電源，其失電不會對負荷運行造成影響。

這種改造方式不需改變EDS系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)計，僅通過調(diào)換EDS系統(tǒng)兩個序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源即可實現(xiàn)，并且EK-13和EK-23電氣盤柜位置相鄰，使得改造工作既經(jīng)濟又方便，可操作性強，在不增加電廠建造成本的基礎(chǔ)上，提高不間斷電源的可靠性，進而提高EDS系統(tǒng)負荷的安全、穩(wěn)定運行。

圖2 EDS系統(tǒng)電源分布改進示意圖

5 結(jié)語

三門核電1號機組的非1E級直流電和不間斷電源系統(tǒng)（EDS）通過充電器、蓄電池、調(diào)壓變壓器這三種供電方式為負荷供電，較大程度地實現(xiàn)為下游負荷提供不間斷電源的功能。但是，EDS系統(tǒng)各個序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源在其上游電源檢修或意外失電后，EDS下游的直流和不間斷交流電源的負荷將完全失電，不利于電廠的安全可靠運行。因此本文建議，通過改變EDS系統(tǒng)兩個序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源，無論是調(diào)試期間涉及EDS系統(tǒng)電源停運工作，還是電廠正常運行期間的電源檢修或意外失電情況，均可有效降低EDS系統(tǒng)下游負荷失電風險。

參考文獻

[1] 顧軍.AP1000核電廠系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：原子能出版社，2010.

[2] 電力安全工作規(guī)程（GB 26860-2011）[S].北京：中國標準出版社，2011.

作者簡介：喬雪鋒（1986-），女，安徽阜陽人，三門核電有限公司助理工程師，碩士，研究方向：調(diào)試計劃。

（責任編輯：陳 倩）