常文杰

【摘 要】全范圍模擬機(jī)是核電廠操縱員培訓(xùn)和考試的主要工具，保證模擬機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。模擬機(jī)的交流供電系統(tǒng)作為模擬機(jī)設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源，它的技術(shù)性能和質(zhì)量直接影響模擬機(jī)的正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)CP600全范圍模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)進(jìn)行的技術(shù)改造，排除了因模擬機(jī)長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行而產(chǎn)生的缺陷和隱患，提升了模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)的操作和維護(hù)性能。所獲得的經(jīng)驗(yàn)也可供其它核電廠參考。

【關(guān)鍵詞】模擬機(jī)；交流供電系統(tǒng)；配電開(kāi)關(guān)

【Abstract】Full scope simulator is used in nuclear power plants operator training and examination. It is very important to ensure the simulator running safely and stably. The capability and quality of the simulator AC power supply system have an great effect in the running of the simulator. Due to technical transformation of CP600 full scope simulator AC power supply system， the problem and hidden trouble had been resolved， and the capability of simulator AC power supply system maintenance had been upgraded. The experience of technical transformation could be used for any other nuclear power plants.

【Key words】Simulator； Ac power supply system； Distribution switch

0 引言

CP600全范圍模擬機(jī)（以下簡(jiǎn)稱模擬機(jī)）是中核核電運(yùn)行管理有限公司二廠650MW1號(hào)機(jī)組主控室的全范圍實(shí)時(shí)仿真機(jī)，承擔(dān)著中核運(yùn)行管理有限公司二廠1號(hào)、2號(hào)機(jī)組操縱人員教學(xué)培訓(xùn)的重要任務(wù)。由于交流供電系統(tǒng)是模擬機(jī)一切用電設(shè)備的動(dòng)力源泉，因此，擁有良好的供電系統(tǒng)是保證模擬機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。由于模擬機(jī)建成投用已有5年，承擔(dān)的培訓(xùn)任務(wù)重，使用率高，長(zhǎng)期滿負(fù)荷的運(yùn)行使得其交流供電系統(tǒng)的部分設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化和故障。因此，對(duì)模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)進(jìn)行一次升級(jí)改造，以增強(qiáng)模擬機(jī)設(shè)備供電的可靠性和安全性，提高交流供電系統(tǒng)的操作和維護(hù)效率。

1 模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)的配置

1.1 總體介紹

模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)由交流電源和配電開(kāi)關(guān)、線纜組成。交流電源包括一臺(tái)UPS不間斷電源和兩臺(tái)交流穩(wěn)壓電源，UPS電源為模擬機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供日常電源及失電時(shí)應(yīng)急保護(hù)電源，而交流穩(wěn)壓電源則是模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)上的各種儀表設(shè)備的交流總電源。

1.2 設(shè)備選型

為了防止突然斷電或市電電壓波動(dòng)過(guò)大而對(duì)模擬機(jī)計(jì)算機(jī)設(shè)備造成損害，需要使用UPS不間斷電源為模擬機(jī)計(jì)算機(jī)設(shè)備提供保護(hù)。模擬機(jī)計(jì)算機(jī)設(shè)備包括主機(jī)服務(wù)器、工作站、教控臺(tái)和配置管理工控機(jī)等11臺(tái)工作站電腦，按照正常工況下1臺(tái)工作站（含顯示器）的實(shí)際功率為250W計(jì)算，模擬機(jī)運(yùn)行時(shí)其計(jì)算機(jī)設(shè)備的總負(fù)載功率大約為2750W?？紤]到啟動(dòng)瞬時(shí)電流大和未來(lái)模擬機(jī)升級(jí)改造的裕量，模擬機(jī)配備的UPS不間斷電源的系統(tǒng)容量為16KVA，輸出為正弦式220VAC、50Hz交流電。每臺(tái)UPS配置后備電池組，當(dāng)輸入市電失電時(shí)，能提供約60分鐘的應(yīng)急供電時(shí)間。

除了計(jì)算機(jī)設(shè)備以外，模擬機(jī)的盤(pán)臺(tái)設(shè)備的總電源為兩臺(tái)交流凈化穩(wěn)壓電源。當(dāng)輸入市電在160V～250V之間波動(dòng)時(shí)，交流穩(wěn)壓電源能提供穩(wěn)定的220VAC，50Hz的輸出，每臺(tái)交流穩(wěn)壓電源的輸出功率為20KVA。

1.3 總體布局

由廠用變壓器5LKD001TR輸出的三相交流電經(jīng)模擬機(jī)房總配電柜的AT0雙電源切換箱后分為三路，分別送至UPS和交流凈化穩(wěn)壓電源。經(jīng)過(guò)UPS和交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓、凈化后輸出220VAC至APU交流電源分配盤(pán)。通過(guò)APU配電盤(pán)中的總控、分控配電開(kāi)關(guān)控制，使用配電電纜分十路分別接到各盤(pán)臺(tái)或機(jī)柜的分控配電開(kāi)關(guān)上；再通過(guò)兩級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的控制，為盤(pán)臺(tái)設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電。

在模擬機(jī)的交流供電系統(tǒng)中APU配電盤(pán)作為供配電樞紐，起到將UPS和交流穩(wěn)壓電源輸出的220VAC分配到機(jī)柜和盤(pán)臺(tái)用電設(shè)備的關(guān)鍵作用。APU配電盤(pán)中共布置有七組總控/分控配電開(kāi)關(guān)。

UPS1電源輸出的220VAC經(jīng)配電電纜接至APU配電盤(pán)中的UPS1總控配電開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)總控配電開(kāi)關(guān)后以并聯(lián)連接的方式分作三路通過(guò)三個(gè)分控配電開(kāi)關(guān)使用配電電纜分別送至主機(jī)房的服務(wù)器機(jī)柜配電開(kāi)關(guān)盒，教練員室的教控臺(tái)盤(pán)和模擬機(jī)大廳P盤(pán)盤(pán)臺(tái)的專用插座，為主機(jī)服務(wù)器、教控臺(tái)工作站和KIT/DCS等工作站供電。

兩臺(tái)交流凈化穩(wěn)壓電源輸出的220VAC經(jīng)配電電纜接至APU配電盤(pán)中的WY1和WY2總控配電開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)總控配電開(kāi)關(guān)后以并聯(lián)連接的方式分作七路通過(guò)七個(gè)分控配電開(kāi)關(guān)使用配電電纜分別送至安裝在模擬機(jī)大廳T04盤(pán)、T09盤(pán)、T15盤(pán)、P03盤(pán)、P07盤(pán)、公控室C1盤(pán)和應(yīng)控室KPR5盤(pán)等盤(pán)臺(tái)中的第二級(jí)配電配電開(kāi)關(guān)盒中，再通過(guò)第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的控制，使用配電電纜分別接到安裝在相應(yīng)盤(pán)臺(tái)的第三級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)上，經(jīng)第三級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)控制，為盤(pán)臺(tái)上的各種設(shè)備提供交流總電源。

2 模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)的升級(jí)改造

2.1 改造需求

模擬機(jī)于2007年底正式投入運(yùn)行至今已逾5年，雖然其供配電系統(tǒng)總體運(yùn)行狀況良好，保證了模擬機(jī)可利用率穩(wěn)定在98%以上，但由于長(zhǎng)期滿負(fù)荷的運(yùn)行使得供配電系統(tǒng)的部分設(shè)備存在不同程度的老化和隱患，出現(xiàn)過(guò)控制盤(pán)臺(tái)設(shè)備供電的第二級(jí)或第三級(jí)配電開(kāi)關(guān)跳閘而導(dǎo)致盤(pán)臺(tái)失電等小故障。因此，為了增強(qiáng)模擬機(jī)設(shè)備供電的可靠性和安全性，縮短模擬機(jī)發(fā)生供電故障時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，提高模擬機(jī)開(kāi)/關(guān)機(jī)及維護(hù)效率，對(duì)模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)設(shè)備的交流供電系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。

2.2 改造方案的制定與實(shí)施

為了縮短模擬機(jī)發(fā)生供電故障時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，提高模擬機(jī)開(kāi)/關(guān)機(jī)及維護(hù)效率，我們計(jì)劃對(duì)分布于T0405、T0809、T1415、KPR、C1C2、P03、P07等盤(pán)臺(tái)集線盒內(nèi)的第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)進(jìn)行重新布置，經(jīng)討論比較制定了如下方案：

在模擬機(jī)KPR盤(pán)臺(tái)后面安裝一組空氣配電開(kāi)關(guān)作為新的第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)；移除原先的APU配電柜中WY1和WY2兩組第一級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)到T0405、T0809、T1415、KPR、C1C2、P03、P07等盤(pán)臺(tái)的原第二級(jí)配電開(kāi)關(guān)盒之間的配電電纜；重新架設(shè)線槽、鋪設(shè)七條電纜，使APU配電柜中WY1和WY2兩組第一級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的輸出接至KPR盤(pán)臺(tái)后配電開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的七個(gè)第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的輸入端；而KPR盤(pán)臺(tái)后配電開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的輸出端則通過(guò)架設(shè)線槽、鋪設(shè)七條電纜分別接至T0405、T0809、T1415、KPR、C1C2、P03、P07等盤(pán)臺(tái)配電開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的原第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)的輸入端；而原第二級(jí)和第三級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)之間的連接以及各盤(pán)臺(tái)內(nèi)部交、直流供電的配電布線均保持不變。

經(jīng)過(guò)改造，模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)設(shè)備的交流供電由三級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)控制變?yōu)樗募?jí)分控配電開(kāi)關(guān)控制。其中，第一級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)依舊為模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)設(shè)備的交流供電系統(tǒng)的總配電開(kāi)關(guān)，第二級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)為模擬機(jī)開(kāi)、關(guān)機(jī)時(shí)的操作配電開(kāi)關(guān)和發(fā)生供電故障時(shí)切斷模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)電源的首選配電開(kāi)關(guān)，第三級(jí)和第四級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)則一直保持閉合狀態(tài)，只有當(dāng)某一盤(pán)臺(tái)的儀表設(shè)備單獨(dú)出現(xiàn)故障時(shí)才需斷開(kāi)該盤(pán)臺(tái)的第四級(jí)配電開(kāi)關(guān)切斷供電以進(jìn)行設(shè)備檢修。

2.3 改造后的測(cè)試

改造完成后，在模擬機(jī)正式投入教學(xué)培訓(xùn)使用前需要對(duì)其交流供電系統(tǒng)進(jìn)行正確性和穩(wěn)定性兩部分的測(cè)試。經(jīng)過(guò)測(cè)試，此次模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)設(shè)備的交流供電系統(tǒng)改造的配電布線正確，改造后的空氣配電開(kāi)關(guān)全部工作正常，各交流電源與直流電源的輸出穩(wěn)定，供配電系統(tǒng)能夠保障模擬機(jī)的正常培訓(xùn)使用。

2.4 該方案的優(yōu)點(diǎn)

只在KPR盤(pán)增加一級(jí)分控配電開(kāi)關(guān)，而其他分控配電開(kāi)關(guān)的位置及配電布線均保持不變，這樣降低了因改動(dòng)盤(pán)臺(tái)內(nèi)配電接線而發(fā)生錯(cuò)誤的幾率。

配電電纜布線經(jīng)過(guò)合理布局，將交流電源配電電纜、直流電源配電線纜以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)線等信號(hào)線纜使用不同的PVC線槽、鋼管分開(kāi)布放，做到了相互屏蔽隔離，以防電磁干擾；安裝了性能可靠，容量適合的空氣配電開(kāi)關(guān)，增強(qiáng)了模擬機(jī)設(shè)備供電的可靠性和安全性。

由于KPR盤(pán)所在的應(yīng)急控制室與APU配電盤(pán)所在的配電室相比更靠近模擬機(jī)房安全出入口，當(dāng)模擬機(jī)設(shè)備發(fā)生故障或危險(xiǎn)時(shí)，維護(hù)人員能夠更迅速的斷開(kāi)KPR盤(pán)配電開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的分控配電開(kāi)關(guān)從而切斷模擬機(jī)設(shè)備的供電，縮短了應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。

3 結(jié)論

CP600全范圍模擬機(jī)由計(jì)算機(jī)服務(wù)器/工作站、通訊接口系統(tǒng)以及各種配電開(kāi)關(guān)、按鈕和儀表等大量用電設(shè)備組成，其正常運(yùn)行的基本條件是設(shè)備供配電的安全與穩(wěn)定。模擬機(jī)的交流供電系統(tǒng)作為一個(gè)綜合性的工程，配置的交流電源和空氣配電開(kāi)關(guān)等供配電設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)良，滿足使用需求，配電電纜布線的設(shè)計(jì)和施工均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。為了排除設(shè)備隱患、保證模擬機(jī)供電穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和精確施工，在未占用模擬機(jī)培訓(xùn)機(jī)時(shí)的較短工期內(nèi)順利完成了對(duì)模擬機(jī)的交流供電系統(tǒng)的升級(jí)改造。改造后經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試與長(zhǎng)期的使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)表明，模擬機(jī)盤(pán)臺(tái)設(shè)備供電的可靠性和安全性得到了增強(qiáng)，模擬機(jī)交流供電系統(tǒng)的操作和維護(hù)效率得到了提高，從而使模擬機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行得到了進(jìn)一步的保障。

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[責(zé)任編輯：王楠]