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        核電站500kV轉(zhuǎn)220kV運(yùn)行工況分析

        2016-07-25 07:49:02耿海
        關(guān)鍵詞:核電站

        耿海

        中圖分類號:TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識:A 文章編號:1674-1145(2016)06-000-01

        摘 要 考慮到核電站在安全方面的重要性,在核電站的廠用負(fù)荷電源的設(shè)計中,通常設(shè)計為多電源的冗余配,以保證在事故工況下維持核反應(yīng)堆的安全和放射性的包容。因此,在核電站的設(shè)計中,廠外電源就包括了從500kV側(cè)引入的主電源和從220kV側(cè)引入的備用電源。在500kV側(cè)發(fā)生跳閘(包括主變、高廠變故障跳閘)將導(dǎo)致正常運(yùn)行母線BBA(BBB/BBC/BBD)失電,本文著重對500kV系統(tǒng)失電切換至220kV系統(tǒng)運(yùn)行的工況進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞 核電站 廠外電源 失去 運(yùn)行工況

        核電站的廠外電源包括500kV的主電源及220kV的備用電源,在500kV側(cè)發(fā)生跳閘(包括主變、高廠變故障跳閘)將導(dǎo)致正常運(yùn)行母線BBA(BBB、BBC、BBD)失電,根據(jù)機(jī)組設(shè)計母線500kV側(cè)失電會切換至220kV運(yùn)行。500kV向220kV電源切換是一個極其復(fù)雜的工況,需要運(yùn)行人員快速做出及時有效的應(yīng)對。

        一、廠外交流電源系統(tǒng)介紹

        已建成商運(yùn)的一二號機(jī)組分別具有兩路廠外交流電源:

        (一)500kV廠外交流電源

        核電站一期2臺1000MW機(jī)組,每臺機(jī)組均以單元發(fā)—變組形式接入廠內(nèi)500kV開關(guān)站,500kV電氣一次接線采用3/2斷路器接線方式,保證任意一條線路或斷路器故障,均不影響500kV系統(tǒng)運(yùn)行。但是主變一旦發(fā)生故障,將導(dǎo)致機(jī)組失去500kV交流主用電源。500kV電氣系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),因此為大電流接地系統(tǒng)。每回500kV線路的最大傳輸容量為2000MW。因此,當(dāng)一期工程三回500kV線路中有兩回因故退出的嚴(yán)重情況下,剩余的一回線路仍可把兩臺機(jī)組生產(chǎn)的電能全部送出(即采用了N—2的可靠性原則);任何一條母線(I母或Ⅱ母)故障,連接在該母線上的斷路器斷開,電廠向外送電不受影響;任何兩條母線故障,連接在該兩條母線上的斷路器全部斷開,發(fā)電機(jī)向外送電也不受影響。

        (二)220kV廠外交流電源

        220kV主系統(tǒng)的主要目的為核電廠提供廠外備用電源,當(dāng)核電廠廠用工作電源停運(yùn)或故障時,通過備用變壓器和220kV系統(tǒng)將廠外電源引入廠內(nèi),為單元機(jī)組提供應(yīng)急的廠用備用電源。220kV系統(tǒng)進(jìn)線取自云臺變電所,通過云核線與當(dāng)?shù)?20kV系統(tǒng)相聯(lián)。由于220kV電源為單母線單線路接線,故當(dāng)線路或啟動變發(fā)生故障時,即失去220kV備用廠外交流電源。

        二、機(jī)組功率運(yùn)行時500kV轉(zhuǎn)220kV情況介紹

        (一)快切保護(hù)

        機(jī)組功率運(yùn)行時,500kV系統(tǒng)發(fā)生故障或者發(fā)變組主保護(hù)動作,將啟動由500kV向220kV電源切換,此時的切換叫做快切??烨蟹譃橐韵聨追N情況:

        1.發(fā)變組主保護(hù)動作,0.1-0.2s切換至啟動變帶載。該工況由3個信號觸發(fā):

        發(fā)電機(jī)差動保護(hù);主變瓦斯保護(hù)或差動保護(hù);發(fā)電機(jī)低頻低壓保護(hù)

        2.發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù),過電壓保護(hù)與上面b)共用一個出口。過電壓工況有:

        工況1:當(dāng)ABQ11/12和BAC10開關(guān)都合閘(機(jī)組正常功率運(yùn)行)時,過電壓保護(hù)被閉鎖。

        工況2:當(dāng)ABQ11/12合閘,而BAC10斷開時;即發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行時出口過電壓,說明發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障,勵磁系統(tǒng)保護(hù)動作,發(fā)變組保護(hù)不動作,保護(hù)信號1MKA10EW113去TXP系統(tǒng)。

        工況3:當(dāng)BAC10合閘,而ABQ11/12斷開時;即發(fā)電機(jī)處于帶廠用電負(fù)荷運(yùn)行時出口超壓,發(fā)變組保護(hù)發(fā)全停信號。

        工況4:當(dāng)BAC10,ABQ11/12都合閘時,ABQ11/12突然斷開;即機(jī)組處于功率運(yùn)行狀態(tài)時發(fā)電機(jī)出口過電壓,這時保護(hù)延時3秒動作(是為了防止ABQ開關(guān)突然斷開的過渡工況下因?yàn)殡妷簲_動而使保護(hù)動作),發(fā)變組保護(hù)發(fā)全停信號。

        如果切換時不發(fā)生跳堆,則事故征兆為:當(dāng)反應(yīng)堆功率大于75%Nnom時APP和PP2動作;當(dāng)反應(yīng)堆功率大于40%Nnom時PP1(RUPL)動作;兩臺相鄰主泵切除,另外兩臺主泵處于工作狀態(tài);汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉。

        (二)慢切保護(hù)

        機(jī)組功率運(yùn)行時,發(fā)變組主保護(hù)拒動,后備保護(hù)延時動作或者發(fā)變組主保護(hù)和后備保護(hù)均未動作,低電壓保護(hù)動作,500kV切換到220kV運(yùn)行的保護(hù)叫做慢切保護(hù)。6kV正常工作母線低電壓保護(hù)分三段:

        第1段動作時限為1.4秒,動作電壓為0.7倍額定值,即當(dāng)母線電壓降低到0.7倍額定值且延時1.4秒后根據(jù)低電壓保護(hù)將切除部分不重要用戶;

        第2段動作時限為1.5秒,動作電壓為0.7倍額定值,即當(dāng)母線電壓降低到0.7倍額定值且延時1.5秒后相應(yīng)母線的備自投動作,從500kV廠外電源切換到220kV廠外電源切;

        第3段動作時限為4秒,動作電壓為0.5倍額定值,即當(dāng)當(dāng)母線電壓降低到0.5倍額定值且延時4秒后將切除全部用戶(這種情況通常是備自投沒有正確的動作)。

        三、結(jié)語

        500kV向220kV電源切換是一個極其復(fù)雜的工況,需要運(yùn)行人員快速做出及時有效的應(yīng)對:值長的主要任務(wù)是啟動應(yīng)急并向電網(wǎng)匯報情況,通過操縱員來控制系統(tǒng)狀態(tài),組織維修力量保證220kV可靠運(yùn)行以及切換不成功確保柴油發(fā)電機(jī)的可靠運(yùn)行,從而確保堆芯處于安全狀態(tài);核島操縱員的主要任務(wù)是確保一回路熱量的可靠導(dǎo)出,盡快向一回路注硼建立停堆硼濃度;常規(guī)島操縱員的主要任務(wù)是確保蒸汽發(fā)生器的給水,保證二回路能導(dǎo)出一回路的熱量。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 《核電站全廠停電事故處理應(yīng)急預(yù)案》,2013.

        [2] 事故規(guī)程《H-2.1 電站輔助設(shè)備失去正常運(yùn)行交流電源》,2013.

        [3] 事故規(guī)程《T-1.9 電站輔助設(shè)備失去正常運(yùn)行交流電源機(jī)操行動》,2012.

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