鄭必龍

（

三門(mén)核電有限公司， 浙江 三門(mén) 317112）

三門(mén)核電站充電器帶載異常分析及處理

鄭必龍

（

三門(mén)核電有限公司， 浙江 三門(mén) 317112）

針對(duì)三門(mén)核電站SDC型充電器進(jìn)行帶載試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生的帶載異常的原因進(jìn)行分析，分別從充電器輸出電源、回路接線、負(fù)載箱容量、負(fù)載箱自身故障等方面進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，查找導(dǎo)致異常的原因，并最終消除故障。

容量；參數(shù)設(shè)置

核電廠直流系統(tǒng)負(fù)責(zé)向電廠儀表、控制、監(jiān)測(cè)和其他執(zhí)行用于電廠啟動(dòng)、正常運(yùn)行和緊急停堆等重要功能所必須的設(shè)備提供不間斷電源。另外，在失去廠外和廠內(nèi)交流電源的情況下，直流蓄電池也能為重要或應(yīng)急負(fù)荷持續(xù)提供至少2 h的電源。三門(mén)核電站2號(hào)機(jī)組核島區(qū)域直流系統(tǒng)包括充電器柜、固定式蓄電池、直流開(kāi)關(guān)柜、直流配電盤(pán)等變流、監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備。本文主要介紹三門(mén)核電站2號(hào)機(jī)組SDC型充電器調(diào)試過(guò)程中，在對(duì)充電器進(jìn)行帶載試驗(yàn)時(shí)，負(fù)載電流和電壓波形出現(xiàn)異常的問(wèn)題。

1　充電器作用及工作原理

1.1充電器簡(jiǎn)介

三門(mén)核電站2號(hào)機(jī)組核島區(qū)域共配置有5臺(tái)充電器，4臺(tái)正常工作充電器在正常狀況下為廠內(nèi)直流負(fù)荷供電，同時(shí)為直流系統(tǒng)蓄電池浮充電，事故恢復(fù)后為蓄電池均衡充電或補(bǔ)充電。1臺(tái)備用充電器在4臺(tái)正常工作充電器發(fā)生故障時(shí)提供備用。直流充電器設(shè)備采用的是瑞士GTOR的SDC 220-700型充電器，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2充電器的工作原理

正常運(yùn)行情況下，交流電源通過(guò)匹配的整流輸入變壓器T001，將合適的市電送至6脈沖的相控整流器A030，整流器補(bǔ)償市電電壓波動(dòng)及負(fù)載變化，保持輸出直流電壓穩(wěn)定。市電中的交流諧波成分經(jīng)過(guò)濾波電路中的電抗器L001和直流電容組件CB02進(jìn)行濾除，整流器為負(fù)載提供直流電源，同時(shí)電池DB02也保持在備用狀態(tài)，如圖1所示。

表1　SDC 220-700型充電器技術(shù)參數(shù)T able 1　T echnical parameters of SDC's 220-700 charger

在整流器或市電輸入故障情況下，負(fù)載不再由整流器供電。此時(shí)，連接于直流電路上的DB02電池組，自動(dòng)通過(guò)F027熔斷器、Q002斷路器，不間斷地向負(fù)載供電。

圖1　充電器原理圖Fig.1　T he principle diagram of the charger

2　故障原因分析及處理

2.1故障描述

2015年6月，三門(mén)核電站2號(hào)機(jī)3號(hào)充電器在進(jìn)行帶載試驗(yàn)過(guò)程中，帶載試驗(yàn)執(zhí)行至第4擋280A時(shí)出現(xiàn)負(fù)載接觸器吸合失效且負(fù)載電流突升突降，并在第1擋350 A和第6擋420 A時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)系統(tǒng)震蕩，負(fù)載電流在0A至700 A間震蕩。

為便于對(duì)比，又對(duì)1號(hào)充電器進(jìn)行帶載試驗(yàn)，在相同的條件下，1號(hào)充電器執(zhí)行至第4擋也出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，并且負(fù)載箱在切換電阻時(shí)，接觸器頻繁動(dòng)作，接觸器吸合和釋放時(shí)伴隨弧光，負(fù)載擋位切換紊亂。

2.2故障分析

根據(jù)負(fù)載箱原理及故障現(xiàn)象，分別從充電器輸出電源、回路接線、負(fù)載箱容量、負(fù)載箱故障等幾方面分析故障的可能原因，具體包括以下幾個(gè)方面。

2.2.1充電器輸出電源超出限制

當(dāng)充電器輸出電源存在電壓偏高（低）或電源輸出不穩(wěn)定時(shí)，影響負(fù)載箱對(duì)電壓信號(hào)的采集，導(dǎo)致負(fù)載箱頻繁切換電阻。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，充電器輸出電壓為232 V（1±1%）。

2.2.2接線不滿(mǎn)足要求

負(fù)載箱所產(chǎn)生的電流與電壓和回路中的電阻比值有關(guān)，假設(shè)輸出電壓一定，則輸出的電流與回路中的電阻成反比，如果回路電流出現(xiàn)震蕩，可以判定是回路中的阻值不恒定，所以導(dǎo)致回路電阻不恒定的原因有電纜連接松動(dòng)，接觸電阻過(guò)大。

2.2.3操作或接線方式不正確

操作或接線方式不正確，可能導(dǎo)致負(fù)載箱控制邏輯混亂，負(fù)載箱切換功能失效。

2.2.4負(fù)載箱故障

根據(jù)現(xiàn)象判斷，導(dǎo)致電流震蕩的可能原因有以下幾種：1） 負(fù)載箱容量不滿(mǎn)足充電器帶載要求；2） 并行拼接的電阻故障或切換功能失效。Alber負(fù)載是通過(guò)BCT—2000放電儀來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載箱的電阻來(lái)維持電流的恒定輸出，若負(fù)載箱內(nèi)的電阻切換失效，將影響負(fù)載箱工作的可靠性；3） 負(fù)載箱溫度過(guò)高。測(cè)得負(fù)載箱最高溫度達(dá)90 ℃，可能造成負(fù)載箱控制系統(tǒng)故障。

2.3故障處理

2.3.1充電器輸出電源超出限制

查看充電器操作面板上的電壓，與充電器輸出的實(shí)際電壓相比較，電壓值一致，電壓為232.1 V，符合設(shè)定的輸出電流232 V（1±1%）的標(biāo)準(zhǔn)，因此，可排除因充電器輸出電源超出限制導(dǎo)致的故障。

2.3.2接線不滿(mǎn)足要求

根據(jù)廠家提供的螺栓力矩值，對(duì)負(fù)載箱和充電器兩端電纜的力矩值進(jìn)行檢查，力矩值符合要求，因此，排除因接線不滿(mǎn)足要求導(dǎo)致的故障。

2.3.3操作/接線方式不正確

聯(lián)系廠家人員提供正確的負(fù)載箱操作步驟和接線方式，并與現(xiàn)場(chǎng)作對(duì)比?，F(xiàn)場(chǎng)的操作步驟和接線方式與廠家要求的一致。因此，排除因操作/接線方式不正確導(dǎo)致的故障。

2.3.4負(fù)載箱故障

1） 負(fù)載箱容量不滿(mǎn)足要求。負(fù)載箱模擬直流的最大負(fù)荷為750 A，負(fù)載箱型號(hào)是Alber 1NS—SV250/750，而實(shí)際的輸出電流最大為720A，滿(mǎn)足負(fù)載箱模擬輸出范圍，因此排除；

2） 并行拼接的電阻故障或切換功能失效。使用負(fù)載箱診斷功能，對(duì)負(fù)載箱進(jìn)行手動(dòng)模式加載，測(cè)試數(shù)據(jù)Step1至Step13電阻值大約是前一個(gè)Step電阻值的一半，Step14至Step16無(wú)接觸器和電阻片，阻值為0 Ω，測(cè)試結(jié)果表明負(fù)載箱的電阻值正常，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

3） 負(fù)載箱溫度過(guò)高。對(duì)負(fù)載箱底部的8組風(fēng)扇進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有其中有一組風(fēng)扇故障，為保證散熱正常，現(xiàn)場(chǎng)使用1臺(tái)大功率的排風(fēng)機(jī)為負(fù)載箱散熱。再次對(duì)充電器進(jìn)行試驗(yàn)，但試驗(yàn)結(jié)果變化不大，帶載試驗(yàn)執(zhí)行至第4擋280 A時(shí)，同樣出現(xiàn)電流突升突降的問(wèn)題，故負(fù)載箱溫度過(guò)高不是導(dǎo)致電流震蕩的根本原因。

表2　負(fù)載箱阻值測(cè)量數(shù)據(jù)T able 2 　Measurements for the resistance of load cases

由以上排查情況可知，操作步驟及設(shè)備本身并無(wú)問(wèn)題，故判斷是負(fù)載箱參數(shù)設(shè)置存在問(wèn)題，造成負(fù)載箱電流震蕩。

通過(guò)與廠家提供的負(fù)載箱設(shè)置參數(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在BCT-2000系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置里，SET UP中LOAD BANK的二進(jìn)制參數(shù)設(shè)置存在問(wèn)題，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3　負(fù)載箱Step1-16新/舊二進(jìn)制值對(duì)比T able 3　New/old binary values for load cases of Step1-16

表3中主要更改的參數(shù)是Step14、Step15、Step16，將其值改從700、720、630改為0，重新驗(yàn)證試驗(yàn)3號(hào)充電器帶載功能，發(fā)現(xiàn)充電器帶恢復(fù)載功能，經(jīng)分析，負(fù)載箱Step1至Step16的二進(jìn)制值代表16種不同的電阻值，負(fù)載箱是通過(guò)系統(tǒng)分流器采集的實(shí)際電流與總電壓計(jì)算出每一步的電阻，并自動(dòng)選擇相應(yīng)Step電阻來(lái)維持電流恒定。而負(fù)載的Step14至Step16是無(wú)電阻的Step，其參數(shù)由“0”改為700、720、630時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為有電阻的Step，導(dǎo)致系統(tǒng)在自動(dòng)選擇Step時(shí)，選擇了Step14至Step16發(fā)生失步，故負(fù)載箱電阻頻繁動(dòng)作，造成電流震蕩。

3　結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)三門(mén)核電站充電器帶載震蕩的分析，得出其根本原因是充電器帶載時(shí)，負(fù)載箱控制軟件發(fā)生失步，造成負(fù)載箱切換功能失效，從而導(dǎo)致充電器帶載異常。因此，在今后調(diào)試過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)有來(lái)源于國(guó)外的儀器或設(shè)備，需對(duì)其參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)檢查與核對(duì)，減少類(lèi)似故障的發(fā)生。

［1］ 陳鞏. 電力工程直流電源可靠性研究［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005，09.（CHEN Fan. Study on Reliable DC Power Supply for Electric Power Project［M］. Beijing： China Electric Power Press，Sept. 2005，09. ）

［2］ 陳穎，等.大功率蓄電池組充電器主電路設(shè)計(jì)［M］.湖南：大功率變流技術(shù)，2009，02.（CHEN Ying et. al. The Main Circuit Design for Large Power Battery Charger［M］. Hunan： Large Power AC Technique， Feb. 2009，02. ）

The Power Charger with Abnormal Load Analysis and Processing of Sanmen Nuclear Power Company

ZHENG Bi-long
（Sanmen Nuclear Power Company， Sanmen of Zhejiang Prov. 317112，China）

For sanmen nuclear power charger SDC type belt load test， this paper analyzes the causes of abnormality happened on load， respectively from the charger output power supply，circuit wiring， load capacity， load cases of check and test their own fault， etc， to find the causes of abnormality， and eventually eliminating the fault.

capacity； parameter settings

TL24 Article character：A Article ID：1674-1617（2016）02-0168-04

TL24

A

1674-1617（2016）02-0168-04

2016-01-26

鄭必龍（1989—），男，湖北鄂州人，助理工程師，本科，從事直流及UPS系統(tǒng)調(diào)試及維護(hù)工作。