核电站500kV转220kV运行工况分析

耿海

中图分类号：TM75 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2016）06-000-01

摘 要 考虑到核电站在安全方面的重要性，在核电站的厂用负荷电源的设计中，通常设计为多电源的冗余配，以保证在事故工况下维持核反应堆的安全和放射性的包容。因此，在核电站的设计中，厂外电源就包括了从500kV侧引入的主电源和从220kV侧引入的备用电源。在500kV侧发生跳闸（包括主变、高厂变故障跳闸）将导致正常运行母线BBA（BBB/BBC/BBD）失电，本文着重对500kV系统失电切换至220kV系统运行的工况进行分析。

关键词 核电站 厂外电源 失去 运行工况

核电站的厂外电源包括500kV的主电源及220kV的备用电源，在500kV侧发生跳闸（包括主变、高厂变故障跳闸）将导致正常运行母线BBA（BBB、BBC、BBD）失电，根据机组设计母线500kV侧失电会切换至220kV运行。500kV向220kV电源切换是一个极其复杂的工况，需要运行人员快速做出及时有效的应对。

一、厂外交流电源系统介绍

已建成商运的一二号机组分别具有两路厂外交流电源：

（一）500kV厂外交流电源

核电站一期2台1000MW机组，每台机组均以单元发—变组形式接入厂内500kV开关站，500kV电气一次接线采用3/2断路器接线方式，保证任意一条线路或断路器故障，均不影响500kV系统运行。但是主变一旦发生故障，将导致机组失去500kV交流主用电源。500kV电气系统为中性点直接接地系统，因此为大电流接地系统。每回500kV线路的最大传输容量为2000MW。因此，当一期工程三回500kV线路中有两回因故退出的严重情况下，剩余的一回线路仍可把两台机组生产的电能全部送出（即采用了N—2的可靠性原则）；任何一条母线（I母或Ⅱ母）故障，连接在该母线上的断路器断开，电厂向外送电不受影响；任何两条母线故障，连接在该两条母线上的断路器全部断开，发电机向外送电也不受影响。

（二）220kV厂外交流电源

220kV主系统的主要目的为核电厂提供厂外备用电源，当核电厂厂用工作电源停运或故障时，通过备用变压器和220kV系统将厂外电源引入厂内，为单元机组提供应急的厂用备用电源。220kV系统进线取自云台变电所，通过云核线与当地220kV系统相联。由于220kV电源为单母线单线路接线，故当线路或启动变发生故障时，即失去220kV备用厂外交流电源。

二、机组功率运行时500kV转220kV情况介绍

（一）快切保护

机组功率运行时，500kV系统发生故障或者发变组主保护动作，将启动由500kV向220kV电源切换，此时的切换叫做快切。快切分为以下几种情况：

1.发变组主保护动作，0.1-0.2s切换至启动变带载。该工况由3个信号触发：

发电机差动保护；主变瓦斯保护或差动保护；发电机低频低压保护

2.发电机过电压保护，过电压保护与上面b）共用一个出口。过电压工况有：

工况1：当ABQ11/12和BAC10开关都合闸（机组正常功率运行）时，过电压保护被闭锁。

工况2：当ABQ11/12合闸，而BAC10断开时；即发电机处于空载运行时出口过电压，说明发电机励磁系统故障，励磁系统保护动作，发变组保护不动作，保护信号1MKA10EW113去TXP系统。

工况3：当BAC10合闸，而ABQ11/12断开时；即发电机处于带厂用电负荷运行时出口超压，发变组保护发全停信号。

工况4：当BAC10，ABQ11/12都合闸时，ABQ11/12突然断开；即机组处于功率运行状态时发电机出口过电压，这时保护延时3秒动作（是为了防止ABQ开关突然断开的过渡工况下因为电压扰动而使保护动作），发变组保护发全停信号。

如果切换时不发生跳堆，则事故征兆为：当反应堆功率大于75%Nnom时APP和PP2动作；当反应堆功率大于40%Nnom时PP1（RUPL）动作；两台相邻主泵切除，另外两台主泵处于工作状态；汽轮机主汽门关闭。

（二）慢切保护

机组功率运行时，发变组主保护拒动，后备保护延时动作或者发变组主保护和后备保护均未动作，低电压保护动作，500kV切换到220kV运行的保护叫做慢切保护。6kV正常工作母线低电压保护分三段：

第1段动作时限为1.4秒，动作电压为0.7倍额定值，即当母线电压降低到0.7倍额定值且延时1.4秒后根据低电压保护将切除部分不重要用户；

第2段动作时限为1.5秒，动作电压为0.7倍额定值，即当母线电压降低到0.7倍额定值且延时1.5秒后相应母线的备自投动作，从500kV厂外电源切换到220kV厂外电源切；

第3段动作时限为4秒，动作电压为0.5倍额定值，即当当母线电压降低到0.5倍额定值且延时4秒后将切除全部用户（这种情况通常是备自投没有正确的动作）。

三、结语

500kV向220kV电源切换是一个极其复杂的工况，需要运行人员快速做出及时有效的应对：值长的主要任务是启动应急并向电网汇报情况，通过操纵员来控制系统状态，组织维修力量保证220kV可靠运行以及切换不成功确保柴油发电机的可靠运行，从而确保堆芯处于安全状态；核岛操纵员的主要任务是确保一回路热量的可靠导出，尽快向一回路注硼建立停堆硼浓度；常规岛操纵员的主要任务是确保蒸汽发生器的给水，保证二回路能导出一回路的热量。

参考文献：

[1] 《核电站全厂停电事故处理应急预案》，2013.

[2] 事故规程《H-2.1 电站辅助设备失去正常运行交流电源》，2013.

[3] 事故规程《T-1.9 电站辅助设备失去正常运行交流电源机操行动》，2012.