秦山第二核電廠KRG系統中T1實驗裝置的應用

張潔

摘 要 過程儀表機柜系統（KRG）為核島核輔重要的信號處理系統，本文簡要介紹了秦山核電二期擴建工程KRG系統T1實驗裝置研發背景及應用。通過介紹T1實驗裝置的原理、功能，結合現場實際應用，對日常工作中常見問題進行了相應分析，總結出T1試驗的注意事項，對同類型KRG系統得維護提供了一定的借鑒。

關鍵詞 核電廠；KRG；T1試驗裝置；問題分析

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0194-03

在秦山二期擴建工程中，KRG系統為核島核輔重要的信號處理系統，負責接收、處理來自其它工藝過程系統的控制保護儀表的測量信號，同時給現場二線制變送器送電，處理后的信號送相關系統、設備進行顯示記錄。[1]KRG系統由38個電子機柜組成，包括四組保護機柜（ⅠP組，ⅡP組，ⅢP組和ⅣP組）、一組控制機柜（1C，2C，3C，4C，5C）、1個公用柜。

1 T1實驗裝置研發背景

基于過程儀表系統得原理，只有在反應堆出現事故瞬態時，過程儀表系統送往保護通道的信號才會驅動保護系統動作，而在機組正常期間，過程儀表系統送往保護通道得信號故障無法得到驗證。因此，必須對SIP過程儀表系統進行定期試驗，以驗證其通道得可用性。同時，根據安全法規和國家標準的要求，必須有手段在核電廠運行期間對保護測量機柜內的卡件進行定期試驗。

鑒于上述原因，秦山核電二期擴建工程KRG系統會進行“T1定期試驗”，并開發了T1試驗裝置，用于對涉及保護通道得信號進行定期校驗。

T1試驗裝置由核級的自動檢測接口卡（T/N卡）及基于FOXBORO公司的智能化I/A平臺開發的可移動試驗臺組成。

秦山二期擴建機組針對以往機組T1試驗現場裝置操作經驗，對可移動試驗臺（T1試驗臺）進行的適當的修改，具體得硬件配置見圖1所示。P92工作站用于進行人機交互操作，CP和FBM卡件掛在同一個Mesh網絡中，其中CP用于進行邏輯組態以實現相應功能，FBM卡件用于進行信號處理[ 2 ]。

2 T1試驗裝置原理及應用

2.1 T1試驗裝置原理

在試驗開始時切斷保護測量通道和RPR系統的連接，然后切斷測量通道與現場儀表的連接，再在每個輸入卡件的輸入端加上模擬試驗信號，測試每塊卡件的靜態和動態輸出是否滿足設計要求，試驗完畢后按順序恢復上、下游的信號連接。

T1試驗臺根據預先編制的測試程序，對保護測量回路中的信號轉換組件，運算組件，報警組件、調節組件進行測試。

2.2 T1試驗應用

平時現場信號通過T/N卡進入信號轉換組件I/V卡，T1試驗時信號改為由T1試驗臺發送，報警的觸點信號和V/I卡的模擬信號通過T/N卡的輸出端子送去RPR系統和KRG控制柜。

3 常見問題分析及處理

3.1 I/V卡件參數失準

電子元器件一般都有其實用壽命，機柜長時間的運行，周圍環境溫度不穩定、灰塵的覆蓋、濕度、振動等都會影響組件卡的可靠性。

2015年，儀控人員在進行某次日常T1試驗時，I/ V卡精度測試結果超差，隨后暫停試驗，對I/V卡進行測試。

對電流電壓轉換組件I/V卡的測試方法：取5點電流輸入，看相應的電壓輸出是否在允許的誤差范圍之內，如果超差，則在測試畫面上顯示報警。對報警組件ALM卡的測試是根據報警設定值設置測試信號的起點和步長，使電壓一點點的變化，檢測報警卡的輸出觸點是否翻轉，并記錄翻轉時的測試電壓值，與報警卡的設定值進行比較，若在允許誤差的范圍內則該塊ALM卡合格。

電流/電壓轉換組件校驗步驟：

1）在組件通道A輸入端“1+、1-”接一直流電流源（組件設為內供電方式時電流源設為模擬變送器模式；組件設為外供電方式時電流源設為有源模式），并將其調到4mA。

2）在通道A輸出端“3+、3-”接一萬用表，并打到電壓檔。調整面板上零點調整電位器“ZEROA”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（0±0.025）V。

3）將通道A輸入端“1+、1-”接的直流電流源調到20mA。

4）調整面板上量程調整電位器“SPAN A”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（10±0.025）V。

5）分別輸入量程的0%、25%、50%、75%、100%，檢測其輸出精度誤差（小于等于0.5%）是否符合要求。調整后卡件測量數據如下表1所示。

經過對電流/電壓轉換組件的校調，重新進行該通道的T1試驗，試驗結果合格，試驗數據詳見表1。卡件日復一日的長期運行，難免會導致其參數出現偏差，面對試驗過程中出現的超差問題，經過對卡件的重新校調，基本都能得以解決。同時，由于卡件本身壽命周期的約束，隨著卡件使用周期的增長，若卡件故障頻繁，則考慮更換卡件。

3.2 加法組件超差

2014年12月，儀控人員進行T1試驗時，實驗結果顯示加法卡件測試結果超差，且超差數值較大。初步考慮為卡件定值失準，對加法組件功能進行驗證。

加法組件電壓方程：K=gaA±gbB±gcC±gd（D±d）±e。

上式中：K為輸出，A、B、C、D為4個輸入信號，ga、gb、gc、gd分別為各輸入信號的增益，d為輸入D的偏置，e為輸出K的偏置。調整加法組件參數前要將物理方程經歸一化計算轉化為電壓方程才能進行調校。

電壓方程中有幾個輸入就準備幾個電壓源，此次試驗通道只有2個輸入端（輸入A：“1+，1-”；輸入B：“3+，3-”）。

調整步驟如下（此次故障卡件的偏置為0，ga、gb為1）：

1）使輸入A，B均為0V，調整KBIAS電位器，使K=±e=0。

2）將適當的電壓接到輸入A，輸入B為0V，用萬用表測量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調整面板上的A GAIN電位器，使輸出值K=±gAA。

3）將適當的電壓接到輸入B，輸入A為0V，用萬用表測量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調整面板上的B GAIN電位器，使輸出值K=±gBB。

根據電壓方程，使用勁儀重新輸入A，B的值，用萬用表測量卡件面板上的OUT（+）和COM（-）的電壓值。檢驗測量值與電壓方程計算出的理論值的偏差允許誤差（±0.50）%范圍。

經過調整后進行試驗，發現該加法組件精度合格，不需要進行校調，造成超差的原因并非卡件本身故障。經分析，推測故障原因可能為卡件松動，將卡件從機柜卡槽中重新插拔一次，再一次進行試驗，試驗結果合格。該事件表明，在現場工作環境中，振動導致輕微的位移也有可能導致卡件功能失效，影響其可靠性。工作中常見的故障原因涉及方方面面，處理問題方法的理論知識和現場經驗同樣重要。

4 T1試驗經驗小結

T1試驗時，若T/N卡的任一觸點動作使得送往RPR系統的24VDC失效，此時相當于送往RPR系統的一路信號出現故障，即原來的4取2停堆或啟動專設的邏輯變為3取1，系統安全性降低，因此必須保證另外3個通道不能出現故障，所以在SIP試驗時有以下要求必須嚴格遵守：

1）要求機組運行穩定，防止非穩定信號產生保護動作；

2）主控操縱員應嚴密監視該保護通道的其他信號，如其他通道發生異常波動，則應通知儀控人員立即停止試驗；

3）為了防止出現意外保護動作，試驗前需確認無RGL（棒控棒位系統）、RPN（核功率測量系統）、RPR（反應堆保護系統）、KRG（核島總控制模擬機柜系統）等的試驗或維修工作，以防止意外保護動作；

4）在某通道進行試驗時，由于切斷了該通道送往控制回路的信號，故在試驗前應確認控制通道的控制信號已切換至另外的通道；

5）對于特殊回路（2取1），必須在閉鎖條件滿足的情況下，方可進行該回路的試驗。

5 結論

本文對秦山第二核電廠擴建機組過程儀表系統定期試驗和T1試驗裝置相關內容進行了介紹。反應堆保護系統承擔著所有時間內預防和縮小潛在事故后果的責任，過程儀表系統（KRG）定期試驗確保了保障反應堆系統的穩定可靠性，對核電廠安全至關重要。本文通過分析KRG定期試驗中出現得常見問題，針對不同問題提出相應得處理方案，同時總結出一些進行T1試驗需要關注的事項，希望能夠對同類型電廠進行T1試驗提供一定借鑒。

參考文獻

[1]張帆，肖代云，李紅霞.秦山核電二期工程KRG系統保護測量機柜的國產化[J].核動力工程，2003，24（Z1）：241-243.

[2]秦山核電二期KRG系統培訓教材.

[3]秦山核電二期KRG系統系統手冊.