快切装置在核电站厂用电系统应用

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1、快切装置在核电站厂用电系统应用摘要简单介绍核电站厂用电力系统在设计要求、系统配置上较之常规电厂的特殊性，阐述核电站安全级电源的概念，指出保障核电站厂用电源可靠性的重要意义，分析常规厂用电慢速切换装置的缺点与不足，由此引述快切装置的理念与优点，介绍快切系统的不同切换模式，并以秦山核电站为例，分析其厂用电系统运行方式在可靠性与灵活性上存在的不足，提出改进厂用电运行方式，引入快切装置,最后分析改进后的厂用电系统将会大大提高核电站厂用电力系统的可靠性与灵活性。关键词快切装置；核电站；厂用电中图分类号TM623文献标识码A文章编号1674-6708(2013)94-0152-02

2、本文简单介绍核电站厂用电力系统在设计要求、系统配置上较之常规电厂的特殊性，阐述核电站安全级电源的概念，指出保障核电站厂用电源可靠性的重要意义，分析常规厂用电慢速切换装置的缺点与不足，由此引述快切装置的理念与优点，介绍快切系统的不同切换模式，并以秦山核电站为例，分析其厂用电系统运行方式在可靠性与灵活性上存在的不足，提出改进厂用电运行方式，引入快切装置，最后分析改进后的厂用电系统将会大大提高核电站厂用电力系统的可靠性与灵活性。0引言核事故所能造成的后果是极其严重的，因而，核电站从设计之初即以安全为重中之重。核电站的安全设计必须切实保证三项基本功能：1）能够安全停堆，并保持此

3、状态；2）能够冷却堆心，并长期的排出反应堆的余热；3）能够把放射性物质包容在系统屏障内。为满足上述设计基准，必须要保证有可靠的电源系统给这些停堆、冷却系统持续供电，由此，核电站厂用电力系统即引入了安全级电源这一概念。安全级电源是非常重要的电源，要求它非常可靠。要保障安全级电源的可靠性，就必须提高厂用电系统的可靠性。厂用电系统在失去常用电源时，能否可靠快速切换到备用电源，这对于保障厂用电系统供电的持续可靠至关重要。然而，在我国核电站起步之时，限于当时的技术条件，厂用电系统采用的是慢速切换装置。厂用电切换时间超过2s,即使切换成功，仍有许多负荷因低电压跳闸，需要手动恢复运行

4、，这给核电站的安全运行带来了极大的隐患。要排除这个影响核电安全的隐患，需从切换装置的可靠性与快速性这两方面来考虑，快切装置的应用一举解决了这一难题。本文以秦山核电站为例，分析快切装置代替慢速切换装置应用到其厂用电系统后，在厂用电运行方式及其可靠性与灵活性上的改进。1秦山核电站厂用电系统的设计核电站厂用电系统的设计理念是基于保障反应堆安全，防止发生核事故这一准则，也即在任何事故工况下，应能保障安全级电源持续供电。1.1秦山核电站厂用电系统的构成简介下图（图1）为秦山核电站厂用电一次系统图：正常运行时，220kV母联开关2012断开，6kV联络开关630和640断开，其余开

5、关合上。6kV工作母线由高压厂变供电，高压厂变由220kV秦双2424线路、秦跃2428线路和本厂发电机供电，接于220kV1号母线；6kV公用母线和安全母线由启备变供电，启备变由220KV秦石2271线路单线供电，接于220kV2号母线。两台柴油发电机作为6kV安全母线的自动热备用电源。6kVX作母线作为6kV公用母线的单向自动热备用电源，在6kV公用母线失电时，由切换装置切换至由6kV工作母线供电。1.2秦山核电站厂用电切换系统的弊端根据多年的运行实践经验，秦山核电站厂用电供电系统暴露出了如下一些弊端:1）安全电源可靠性低由于厂用公用母线及安全母线由秦石2271线路

6、与启备变单线供电，秦石2271线路运行状况不稳定，跳闸事故明显较多，经常导致厂用公用母线失电切换动作，因而给厂用安全母线的供电可靠性带来了不利影响。2）厂用电源切换装置技术落后厂用工作母线和厂用公用母线二者之间采用慢速切换装置，该装置采用传统的继电器电路，动作可靠性低，可能会发生拒动、误动的情况。装置切换时间长，在6kV公用母线失电后，需要延时2.5s才能切换至由6kV工作母线供电。即使切换成功，由于切换时间过长，低电压保护（0.5s）已经动作，安全级电源母线上的许多负荷都已自动跳闸，需要手动恢复，对电厂尤其是反应堆的安全运行不利。2秦山核电站厂用电系统的改进由上面的分

7、析可见，秦山核电站厂用电系统在设计上存在诸多弊端，这给电站厂用电系统尤其是安全级电源的可靠供电带来了极大的隐患。在经过严格细致的分析讨论后，电站提出了对厂用电系统运行模式及切换装置的改进方法。2.1秦山核电站厂用电切换系统的改进设计针对秦山核电站厂用电供电系统的弊端，提出了如下改进，见下图（图2）：改进后的厂用电运行方式为：正常运行时，605、606、630和640开关合上，603和604开关断开热备用，所有的负荷全部由高压厂变带，启备变空载运行。高压厂变与启备变二个电源之间装设快速切换装置，在公用母线失电且满足切换条件时，把公用母线和安