核电厂慢切换装置调试及改进

2019-08-19宋婷婷弥山山

商品与质量 2019年2期

宋婷婷弥山山

1.中核辽宁核电有限公司辽宁葫芦岛 125000 2.海南核电有限公司海南昌江 572700

1 概述

为保证核电厂厂用供电可靠性，中压厂用工作电源设有两路供电电源：主电源和备用电源（也称辅助电源）。正常运行工况下，发电机经过高压厂变对厂用电进行供电，发电机退出时，电网经由主变向中压厂用电供电，当主电源侧供电发生故障，厂用电切换装置启动，将厂用电的供电电源切换至备用（辅助）电源侧，保证厂用供电的可靠性。

2 慢切换装置切换原理

国内某核电厂共两台660MW容量机组，中压6.0kV厂用电分四段段，每一段分别配一台置慢切换装置，满足切换条件时，启动切换，及时的投入备用电源供电。切换装置选用PCS—9655M型慢切换装置，切换原理图如下所示。

图1 慢切换装置切换原理图

当工作电源侧发生故障时，开关CB1跳开，母线失压，当判定条件满足时，合上开关CB2，切换至辅助电源侧供电。考虑到电厂辅助变容量较小，在由工作电源侧切换到备用电源侧供电时，需要断开部分不重要的负荷，再投入备用电源，因此采用慢速切换，确保切换成功[1]。

PCS—9655M型慢切换装置采用的切换方式有：正常切换、失压切换、故障切换；另装置还设置了后备失电闭锁及保护动作闭锁切换功能，防止误切换或者合闸到故障母线。正常切换是指正常情况下进行的源切换，包括正向切换、反向手动切换以及检修后恢复反向手动切换。母线失压切换指当母线电压持续低于“失压起动幅值”定值，经过延时自动起动切换。故障切换是指因误操作、开关机构故障、保护跳闸等原因造成工作电源开关跳开，装置自动起动切换。故障只能由工作进线电源侧切换到备用进线电源侧，且只有残压切换方式。

为防止备用侧电源故障或者不可用造成误启动切换，慢切换装置还设置了后备失电闭锁功能。保护动作闭锁切换是指当装置检测到故障发生在母线时，为防止合闸于故障母线，装置闭锁的换。另外，PT空开误断开将导致装置检测电压出现失压，存在误启动切换的可能。针对此种情况，装置设置了PT断线闭锁单元，PT空开未合时，延时报PT断线，闭锁切换。

3 调试过程中发现的问题以及解决方案

3.1 切换失败的案例分析

为验证核电厂意外停电时，慢切换装置能否正常启动切换至辅助电源供电。即将主电源侧电源人为断开，验证厂用电能否正确切换到辅助电源侧供电。试验前发电厂供电处于倒送电模式，由高压开关送至主变，再通过高厂变送至各个厂用中压段。试验时断开主变高压侧开，工作进线全部成功分闸，而备用进线均没有合闸，造成全厂失电。

慢切换装置成功动作，现备用电源开关合闸回路存在合闸闭锁。切换失败后检查发现中盘柜中加热器电源缺失，进而合闸闭锁，最终导致切换失败。通过检查加热器供电回路发现控制回路中加热器电源各段交叉提供，当进行全厂失电试验时，因为四段中压段同时失电，造成各段中压段的合闸回路相互闭锁，最终导致了全厂失电。不应将加热器电源失电信号加入到合闸闭锁回路中。修改后，全厂失电切换试验成功。

3.2 慢切换装置切换失败后控制指令持发问题

当慢切换装置启动切换时，工作断路器跳开后，备用断路器合闸指令为持发指令，一旦触发必须进行复位后才能取消合闸指令。但是如果由于备用断路器某些合闸闭锁的条件存在，导致切换失败，而现场没有进行慢切换装置复位，当检修人员排除故障的时候，一旦备用断路器合闸闭锁的问题排除掉，由于合闸指令一直存在，会立即发生断路器非可控的合闸操作，而此时一旦有人在断路器下游或者其它断路器送电相关地方，很大可能发生触电危险。

改进措施：将装置的持发指令改为脉冲指令。将装置的切换指令由持发指令改为脉冲指令，但是此种操作不足之处是如果发生切换失败，导致切换指令一直存在，而大电流指令的一直存在可能造成慢切装置内部板卡烧坏或者断路器线圈的烧坏。最好的办法是加入大功率的外部重动继电器，通过继电器的接点来切断切换指令，避免慢切换装置切换指令持发造成的风险。

3.3 DCS逻辑错误导致切换完毕信号持发慢切换装置无法复归

在DCS侧进行远方切换的过程中发现切换完毕后，后台无法进行慢切换装置的复归操作。检查断电切换逻辑图：来自慢切换装置的切换完毕信号LGX001TB FI持发导致装置闭锁。

当装置完成切换，切换完毕信号LGX001TB FI至复位一路信号持发，向慢切装置发复位命令，信号持发导致慢切装置闭锁，无法完成复位操作，另外切换完成后的复位应手动确认而不应自动复位，现场采取措施在DCS侧将切换完毕信号LGX001TB FI至复位部分的逻辑删除。重复试验，能够正常进行慢切换装置的复归操作。