三門核電1號(hào)機(jī)組非1E級(jí)直流電和不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)探討

摘要：文章主要介紹了三門核電1號(hào)機(jī)組非1E級(jí)直流電和不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的弊端，及其在調(diào)試期間對(duì)調(diào)試工作的影響和在電廠正常運(yùn)行期間可能存在的安全隱患，并提出該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，以提高直流電和不間斷電源運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：三門核電；1號(hào)機(jī)組；非1E級(jí)直流電；不間斷電源系統(tǒng)；EDS系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM623 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0035-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.017

1 三門核電1號(hào)機(jī)組非1E級(jí)直流電和不間斷電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

圖1 EDS系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

三門核電1號(hào)機(jī)組非1E級(jí)直流電和不間斷電源系統(tǒng)（EDS）為非安全相關(guān)的電廠儀表系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和啟動(dòng)、正?；蚓o急停堆所需的設(shè)備提供不間斷的可靠

電源。

EDS系統(tǒng)共包含EDS1/2/3/4/5等五個(gè)序列，其中，EDS1/2/3/4通過末端的直流配電盤和交流配電盤給儀控機(jī)柜、操縱員控制臺(tái)、火警控制器、電源母線控制回路等用戶提供220V電源；EDS5給直流電動(dòng)機(jī)和其他直流配電盤供電，但不給逆變器供電以防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)干擾由逆變器供電的敏感設(shè)備。

正常情況下，EDS系統(tǒng)通過充電器為直流配電盤（DS）提供220V直流電源（見圖1），再通過逆變器給不間斷交流配電盤提供交流電源（UPS）。EDS系統(tǒng)還配置有直接為交流配電盤提供電源的調(diào)壓變壓器，如果逆變器出現(xiàn)故障或需檢修，則UPS交流配電盤從調(diào)壓變壓器獲得電源（單向開關(guān)，逆變器無法為調(diào)壓變壓器下游的負(fù)荷供電）。另外，EDS系統(tǒng)配置有蓄電池組，正常情況下由充電器為下游直流配電盤及UPS負(fù)載提供電源，并為蓄電池組進(jìn)行浮充電，當(dāng)充電器出現(xiàn)故障或失去電源時(shí)，由蓄電池組為直流和UPS負(fù)載提供電源。

2 EDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的弊端

EDS系統(tǒng)中EDS1和EDS3的充電器和調(diào)壓變壓器均由核島400V低壓負(fù)荷中心EK-13供電，EDS1和EDS3的直流配電盤通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接。當(dāng)EDS1的直流配電盤不可用時(shí)，可以通過EDS3的直流配電盤母聯(lián)帶載，反之亦然，而且UPS交流配電盤旁路母線由調(diào)壓變壓器供電，以此提高直流電源和UPS電源的可靠性。EDS下游負(fù)荷絕大部分都設(shè)置有兩路電源，只要一路電源可用，就能滿足負(fù)荷的正常運(yùn)行需求。

但是，若EK-13母線失電或需檢修，將導(dǎo)致EDS1和EDS3兩個(gè)序列的充電器和調(diào)壓變壓器均不可用，而蓄電池在負(fù)載滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)只有2小時(shí)的供電容量，無法滿足EDS系統(tǒng)下游負(fù)荷較長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行。EDS2和EDS4兩個(gè)序列的充電器和調(diào)壓變壓器均由EK-23供電，面臨同樣的問題。在系統(tǒng)調(diào)試或正常運(yùn)行期間，核島低壓母線不可避免會(huì)出現(xiàn)斷電進(jìn)行調(diào)試或檢修的情況，低壓母線停運(yùn)導(dǎo)致EDS系統(tǒng)失電，將對(duì)電廠的安全和正常運(yùn)行造成很大的影響。

3 EDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)弊端存在的安全隱患

EDS系統(tǒng)的充電器和調(diào)壓變壓器均從同一段母線取電，一旦該段母線停運(yùn)，將導(dǎo)致EDS下游負(fù)荷因失電而無法正常運(yùn)行，這一問題在調(diào)試期間已充分凸現(xiàn)。由于三門核電1號(hào)機(jī)組為全球首臺(tái)第三代核電機(jī)組，設(shè)計(jì)還不成熟，低壓負(fù)荷中心EK-13和EK-23已投運(yùn)并支持負(fù)荷運(yùn)行，但仍存在較多設(shè)計(jì)變更，例如電機(jī)饋線間隔到進(jìn)線柜內(nèi)的接線改造、盤柜封堵、低壓母線銅排改尺寸等工作。另外，EK-13和EK-23兩段母線投運(yùn)后，該房間內(nèi)陸續(xù)執(zhí)行其他系統(tǒng)的建安工作，而該房間內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)投運(yùn)較晚，導(dǎo)致電氣盤柜內(nèi)積累了大量灰塵需要進(jìn)行清掃。根據(jù)《電力安全工作規(guī)程（GB 26860-2011）》的要求，離帶電導(dǎo)體距離小于0.35米的作業(yè)需在停電情況下進(jìn)行操作，所以這些在電氣柜內(nèi)進(jìn)行的工作均需要停運(yùn)母線，而停運(yùn)這兩段低壓負(fù)荷中心將主要產(chǎn)生以下影響：

3.1 對(duì)儀控機(jī)柜的影響

三門核電1號(hào)機(jī)組所有儀控機(jī)柜均有兩路電源，優(yōu)先電源來自于不間斷電源EDSX-EA-1，備用電源來自于調(diào)壓變供電的EDSX-EA-2。儀控機(jī)柜的兩路電源取電于EDS系統(tǒng)的不同序列，總體來說有4種方式（見表1）。對(duì)于第1、2種取電方式的儀控盤柜，只要EK-13和EK-23不同時(shí)停運(yùn)，下游儀控機(jī)柜將至少有一路電源。但是，若EK-13停運(yùn)，則EDS1和EDS3失電，將導(dǎo)致第3種取電方式的儀控機(jī)柜失去所有電源；同樣，若EK-23停運(yùn)，則EDS2和EDS4失電，將導(dǎo)致第4種取電方式的儀控機(jī)柜失去所有電源。投運(yùn)的儀控機(jī)柜在支持部分閥門、電機(jī)的試驗(yàn)或需遠(yuǎn)方控制電源母線的操作，并且部分儀控機(jī)柜在執(zhí)行軟件下裝或更新，不具備停運(yùn)條件。

3.2 對(duì)電源母線的影響

電廠10.5kV的中壓母線以及400V的低壓負(fù)荷中心進(jìn)線斷路器的控制回路由EDS系統(tǒng)的一路UPS供電，無備用電源。若EDS系統(tǒng)因上游低壓母線停運(yùn)而導(dǎo)致UPS不可用，且其旁路母線調(diào)壓變壓器也不可用，將導(dǎo)致中、低壓母線中的斷路器無法遠(yuǎn)方進(jìn)行分、合閘操作，特別是中壓電機(jī)類設(shè)備調(diào)試，需要遠(yuǎn)方操作斷路器。

3.3 對(duì)EDS直流負(fù)荷的影響

EDS系統(tǒng)的直流負(fù)荷中，常規(guī)島和核島的中壓、低壓以及主變壓器散熱器控制器控制箱、輔助變壓器就地控制柜、機(jī)組故障錄波器、廠變就地控制柜、GCB控制盤等用戶均只有一路直流控制電源，若相應(yīng)的EDS直流配電盤失電，將導(dǎo)致以上負(fù)荷不能正常運(yùn)行。雖然EDS1和EDS3的直流配電盤之間以及EDS2和EDS4的直流配電盤之間有母聯(lián)帶載，但它們分別由同一段低壓母線供電，若有一段母線停電，則無法通過母聯(lián)帶載給失電的直流配電盤供電，這種設(shè)計(jì)方式不能充分發(fā)揮母聯(lián)的功能。

在調(diào)試期間EDS系統(tǒng)的部分負(fù)荷未移交或未投運(yùn)的情況下，EK-13和EK-23較長(zhǎng)時(shí)間的停運(yùn)會(huì)影響調(diào)試進(jìn)度和負(fù)荷設(shè)備的運(yùn)行安全。待電廠正常運(yùn)行以后，EK-13和EK-23因檢修或意外失電致使EDS系統(tǒng)不可用，將導(dǎo)致電廠的部分儀表系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、火警控制系統(tǒng)、電廠控制系統(tǒng)等不可用，不利于電廠的安全可靠運(yùn)行。

4 EDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)建議

為提高EDS系統(tǒng)供電的可靠性，可通過改變EDS兩個(gè)序列的電源分布情況，將有母聯(lián)帶載的EDS系統(tǒng)的兩個(gè)序列分別由EK-13和EK-23供電，如EDS1和EDS2由EK-13供電，EDS3和EDS4由EK-23供電（見圖2）。目前EDS1和EDS3在同一個(gè)房間，EDS2和EDS4在同一個(gè)房間，其動(dòng)力電纜均通過電纜導(dǎo)管敷至EK-13和EK-23電氣盤柜內(nèi)，而EK-13和EK-13布置在同一個(gè)房間的相鄰位置。若將EDS2和EDS3序列的電源進(jìn)行互換，只需將EDS2的充電器及調(diào)壓變壓器的動(dòng)力電纜與EDS3的充電器及調(diào)壓變壓器的動(dòng)力電纜的端接位置進(jìn)行替換，并將二次保護(hù)部分做相應(yīng)的改造。

如此改造以后，若EK-13或EK-23停運(yùn)，其下游的EDS直流配電盤可分別由另一條電源母線下的EDS序列的直流配電盤通過母聯(lián)帶載，這樣保證了直流配電盤和UPS均不會(huì)失去電源，而調(diào)壓變壓器供電的交流配電盤EDSX-EA-2均為儀控機(jī)柜或汽輪機(jī)安全監(jiān)視裝置的次路電源，其失電不會(huì)對(duì)負(fù)荷運(yùn)行造成影響。

這種改造方式不需改變EDS系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)計(jì)，僅通過調(diào)換EDS系統(tǒng)兩個(gè)序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源即可實(shí)現(xiàn)，并且EK-13和EK-23電氣盤柜位置相鄰，使得改造工作既經(jīng)濟(jì)又方便，可操作性強(qiáng)，在不增加電廠建造成本的基礎(chǔ)上，提高不間斷電源的可靠性，進(jìn)而提高EDS系統(tǒng)負(fù)荷的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2 EDS系統(tǒng)電源分布改進(jìn)示意圖

5 結(jié)語

三門核電1號(hào)機(jī)組的非1E級(jí)直流電和不間斷電源系統(tǒng)（EDS）通過充電器、蓄電池、調(diào)壓變壓器這三種供電方式為負(fù)荷供電，較大程度地實(shí)現(xiàn)為下游負(fù)荷提供不間斷電源的功能。但是，EDS系統(tǒng)各個(gè)序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源在其上游電源檢修或意外失電后，EDS下游的直流和不間斷交流電源的負(fù)荷將完全失電，不利于電廠的安全可靠運(yùn)行。因此本文建議，通過改變EDS系統(tǒng)兩個(gè)序列的充電器和調(diào)壓變壓器的電源，無論是調(diào)試期間涉及EDS系統(tǒng)電源停運(yùn)工作，還是電廠正常運(yùn)行期間的電源檢修或意外失電情況，均可有效降低EDS系統(tǒng)下游負(fù)荷失電風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)萄╀h（1986-），女，安徽阜陽人，三門核電有限公司助理工程師，碩士，研究方向：調(diào)試計(jì)劃。

（責(zé)任編輯：陳 倩）