宋婷婷 彌山山

1.中核遼寧核電有限公司 遼寧葫蘆島 125000 2.海南核電有限公司 海南昌江 572700

1 概述

為保證核電廠廠用供電可靠性，中壓廠用工作電源設(shè)有兩路供電電源：主電源和備用電源（也稱輔助電源）。正常運(yùn)行工況下，發(fā)電機(jī)經(jīng)過高壓廠變對廠用電進(jìn)行供電，發(fā)電機(jī)退出時(shí)，電網(wǎng)經(jīng)由主變向中壓廠用電供電，當(dāng)主電源側(cè)供電發(fā)生故障，廠用電切換裝置啟動(dòng)，將廠用電的供電電源切換至備用（輔助）電源側(cè)，保證廠用供電的可靠性。

2 慢切換裝置切換原理

國內(nèi)某核電廠共兩臺(tái)660MW容量機(jī)組，中壓6.0kV廠用電分四段段，每一段分別配一臺(tái)置慢切換裝置，滿足切換條件時(shí)，啟動(dòng)切換，及時(shí)的投入備用電源供電。切換裝置選用PCS—9655M型慢切換裝置，切換原理圖如下所示。

圖1 慢切換裝置切換原理圖

當(dāng)工作電源側(cè)發(fā)生故障時(shí)，開關(guān)CB1跳開，母線失壓，當(dāng)判定條件滿足時(shí)，合上開關(guān)CB2，切換至輔助電源側(cè)供電?？紤]到電廠輔助變?nèi)萘枯^小，在由工作電源側(cè)切換到備用電源側(cè)供電時(shí)，需要斷開部分不重要的負(fù)荷，再投入備用電源，因此采用慢速切換，確保切換成功[1]。

PCS—9655M型慢切換裝置采用的切換方式有：正常切換、失壓切換、故障切換；另裝置還設(shè)置了后備失電閉鎖及保護(hù)動(dòng)作閉鎖切換功能，防止誤切換或者合閘到故障母線。正常切換是指正常情況下進(jìn)行的源切換，包括正向切換、反向手動(dòng)切換以及檢修后恢復(fù)反向手動(dòng)切換。母線失壓切換指當(dāng)母線電壓持續(xù)低于“失壓起動(dòng)幅值”定值，經(jīng)過延時(shí)自動(dòng)起動(dòng)切換。故障切換是指因誤操作、開關(guān)機(jī)構(gòu)故障、保護(hù)跳閘等原因造成工作電源開關(guān)跳開，裝置自動(dòng)起動(dòng)切換。故障只能由工作進(jìn)線電源側(cè)切換到備用進(jìn)線電源側(cè)，且只有殘壓切換方式。

為防止備用側(cè)電源故障或者不可用造成誤啟動(dòng)切換，慢切換裝置還設(shè)置了后備失電閉鎖功能。保護(hù)動(dòng)作閉鎖切換是指當(dāng)裝置檢測到故障發(fā)生在母線時(shí)，為防止合閘于故障母線，裝置閉鎖的換。另外，PT空開誤斷開將導(dǎo)致裝置檢測電壓出現(xiàn)失壓，存在誤啟動(dòng)切換的可能。針對此種情況，裝置設(shè)置了PT斷線閉鎖單元，PT空開未合時(shí)，延時(shí)報(bào)PT斷線，閉鎖切換。

3 調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及解決方案

3.1 切換失敗的案例分析

為驗(yàn)證核電廠意外停電時(shí)，慢切換裝置能否正常啟動(dòng)切換至輔助電源供電。即將主電源側(cè)電源人為斷開，驗(yàn)證廠用電能否正確切換到輔助電源側(cè)供電。試驗(yàn)前發(fā)電廠供電處于倒送電模式，由高壓開關(guān)送至主變，再通過高廠變送至各個(gè)廠用中壓段。試驗(yàn)時(shí)斷開主變高壓側(cè)開，工作進(jìn)線全部成功分閘，而備用進(jìn)線均沒有合閘，造成全廠失電。

慢切換裝置成功動(dòng)作，現(xiàn)備用電源開關(guān)合閘回路存在合閘閉鎖。切換失敗后檢查發(fā)現(xiàn)中盤柜中加熱器電源缺失，進(jìn)而合閘閉鎖，最終導(dǎo)致切換失敗。通過檢查加熱器供電回路發(fā)現(xiàn)控制回路中加熱器電源各段交叉提供，當(dāng)進(jìn)行全廠失電試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)樗亩沃袎憾瓮瑫r(shí)失電，造成各段中壓段的合閘回路相互閉鎖，最終導(dǎo)致了全廠失電。不應(yīng)將加熱器電源失電信號加入到合閘閉鎖回路中。修改后，全廠失電切換試驗(yàn)成功。

3.2 慢切換裝置切換失敗后控制指令持發(fā)問題

當(dāng)慢切換裝置啟動(dòng)切換時(shí)，工作斷路器跳開后，備用斷路器合閘指令為持發(fā)指令，一旦觸發(fā)必須進(jìn)行復(fù)位后才能取消合閘指令。但是如果由于備用斷路器某些合閘閉鎖的條件存在，導(dǎo)致切換失敗，而現(xiàn)場沒有進(jìn)行慢切換裝置復(fù)位，當(dāng)檢修人員排除故障的時(shí)候，一旦備用斷路器合閘閉鎖的問題排除掉，由于合閘指令一直存在，會(huì)立即發(fā)生斷路器非可控的合閘操作，而此時(shí)一旦有人在斷路器下游或者其它斷路器送電相關(guān)地方，很大可能發(fā)生觸電危險(xiǎn)。

改進(jìn)措施：將裝置的持發(fā)指令改為脈沖指令。將裝置的切換指令由持發(fā)指令改為脈沖指令，但是此種操作不足之處是如果發(fā)生切換失敗，導(dǎo)致切換指令一直存在，而大電流指令的一直存在可能造成慢切裝置內(nèi)部板卡燒壞或者斷路器線圈的燒壞。最好的辦法是加入大功率的外部重動(dòng)繼電器，通過繼電器的接點(diǎn)來切斷切換指令，避免慢切換裝置切換指令持發(fā)造成的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 DCS邏輯錯(cuò)誤導(dǎo)致切換完畢信號持發(fā)慢切換裝置無法復(fù)歸

在DCS側(cè)進(jìn)行遠(yuǎn)方切換的過程中發(fā)現(xiàn)切換完畢后，后臺(tái)無法進(jìn)行慢切換裝置的復(fù)歸操作。檢查斷電切換邏輯圖：來自慢切換裝置的切換完畢信號LGX001TB FI持發(fā)導(dǎo)致裝置閉鎖。

當(dāng)裝置完成切換，切換完畢信號LGX001TB FI至復(fù)位一路信號持發(fā)，向慢切裝置發(fā)復(fù)位命令，信號持發(fā)導(dǎo)致慢切裝置閉鎖，無法完成復(fù)位操作，另外切換完成后的復(fù)位應(yīng)手動(dòng)確認(rèn)而不應(yīng)自動(dòng)復(fù)位，現(xiàn)場采取措施在DCS側(cè)將切換完畢信號LGX001TB FI至復(fù)位部分的邏輯刪除。重復(fù)試驗(yàn)，能夠正常進(jìn)行慢切換裝置的復(fù)歸操作。

4 結(jié)語

慢切換裝置作為廠內(nèi)電源切換的重要系統(tǒng)，其功能能否可靠實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。本文結(jié)合慢切換裝置調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合設(shè)計(jì)、廠家圖紙進(jìn)行認(rèn)真分析，提出切實(shí)可行的解決方案，解決了現(xiàn)場調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，提高了廠內(nèi)電源切換的可靠性。其相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可以為核電廠進(jìn)行設(shè)計(jì)以及切換裝置調(diào)試提供借鑒。