核電廠主泵供電設計探討

張宇東

摘? 要：隨著社會經濟的不斷發展，環境污染問題越來越嚴重，環保已經成為我國現階段各領域發展的首要前提。核電廠具有運行成本低和排放量低的優點，在我國可持續發展的發展理念下，應該受到我們的高度重視。本文就已有的理論知識基礎結合核電廠的實際例子對核電廠主泵供電設計進行研討研究，提出合理的意見和建議，希望可以為核電廠今后的發展提供一定的幫助，促進我國經濟的增長和環保事業的發展，使人們的生活水平更高。

關鍵詞：主泵;核電廠;屏蔽電機;供電回路

核電廠的主泵作為核電廠供電線路中的主要部件，直接影響到供電長的安全性能和經濟效益。我們在進行主泵的設計工作時，需要先對設計的實際需求進行深入研究，根據設計的需求進行主泵線路的設計。有的核電廠為了減少運行中可能出現的泄露情況選用了屏蔽電機主泵，這種主泵因為缺少主泵的軸封，可以有效對減少泄露的情況，使核電廠的運行安全大大提升，為了滿足這種設計方式，對于主泵的功能需要根據變頻器進行完成。

1 屏蔽電機主泵供電回路結構

在核電廠的屏蔽電機主泵正常運行的時候。總共可以發出兩種情況的電能，一種是為了保證電廠運行所需的電量，主要是通過電廠的升壓器進行處理。另一種則是供給外部的電網，這種使通過升壓器進行處理的。我們通過不同的中壓母線為每一臺主泵電機進行供電，保證可以承擔每臺主泵電機的功率，使供電的穩定性和安全性大大增加。即使出現失電的情況，也不會對核電廠的安全性能造成影響，所以我們通常狀況下使用中壓母線進行主泵電機的供電運行。

我們對某核電廠作為實際研究例子，我們以一個工作機組為例子進行研究，該機組總用有四臺屏蔽電機主泵，兩個屏蔽電機主泵供應一個蒸汽發電器。在該供電回路運行時，主發電機發出的電能可以通過主升壓變壓器進行處理輸送到外電網外，還可以通過主升壓變壓器輸送到廠用變壓處理后供給中壓母線。

2 主泵供電回路斷路器設置和布置原則

我們在進行供電回路的斷電器設置和布置時，首先需要考慮主泵的實際位置，考慮供電線路的整個回路所經過的實際區域。根據需要進行設計區域的安全性能和設計需求進行斷路器的設置和布置。主泵一般設置在核島的安全殼內，中壓母線則設置在常規島內部，需要設置一個電氣的設備間用于中壓母線給主泵的供電用。因為變頻器體積較大等原因，變頻器不需要放置在核島內，可以在常規島的區域設計一個專門的變頻器安裝區域。

為了保證設計及運行的安全，需要設置合理的斷路器對主泵運行的安全進行保證，可以在出現意外事故的時候及時對主泵運行進行切斷，本文的選取一個1E級別的斷路器。為保證一個序列1E級電源的喪失不會影響1E級斷路器執行其安全功能，每臺主泵供電回路需有2臺1E級斷路器串聯（CB2、CB3），這2臺1E級斷路器的1E級控制電源來自不同序列的1E級供電電源。由于不同安全序列之間需滿足電氣隔離和實體分隔的要求，因此每臺主泵的2臺1E級斷路器需布置在不同的房間。4臺主泵供電回路的CB2斷路器由同一序列的1E級控制電源供電，CB3由另一序列的1E級控制電源供電，因此所有CB2斷路器可布置在同一個房間，而所有CB3布置在另外一個房間。以CB2斷路器為例，幾臺主泵的CB2斷路器布置。

3 主泵控制要求

主泵供電回路中的常規島饋線斷路器CB1分、合閘命令由電廠控制系統發出，同時斷路器的狀態反饋信號也送至電廠控制系統。變頻器的正常運行控制由電廠控制系統通過現場總線實現，電廠控制系統通過現場總線向變頻器送出斷路器合閘、起動、變頻器預充充電、變頻器開啟、變頻器停止等控制信號，并通過現場總線將主泵起動時的轉速要求信號送至變頻器，實現對主泵的起動過程控制。對于常規島的饋線斷路器CB1，為滿足多樣化控制的要求，另外有一路來自電廠多樣化驅動系統的分閘控制命令，用于在必要時分斷主泵電機的供電回路，作為保護和安全監測系統分斷主泵供電回路的重要補充。對于核島內的2臺1E級斷路（CB2、CB3），由于需要執行1E級的分斷功能，因此相應的斷路器分、合閘命令需由保護和安全監測系統發出。

4 主泵的啟動要求

我們在所有設計工作結束后，要根據系統的實際設計和主泵的本身特性就行研究分析，采取合適的啟動技術，本文使用的是變頻器啟動。我們首先將主泵進行反轉的操作，經過一段時間后達到0轉速后，在進行起動，我們可以將反轉產生的能力用到電網上，使能源的使用率達到最高。我們在進行實際操作時，要對主泵的速度進行時刻監督，保證只有在達到軸承持續運行最低轉速時候才能進行后續的操作，否則會使整個操作的無效化。我們通過對電廠真個控制系統進行相應的操作來控制變頻的起動。我們可以通過增加頻率的變化率減少了運行的時間，對軸承持續運行最低轉速進行控制。一幫情況下，主泵在運轉的5s內可以達到軸承持續運行最低轉速，如果沒有在規定時間內達標，則立刻停止對主軸的運行，否則可能出現主軸損壞的現象發生。我們在對主泵的起動試驗結束后，需要按照相應的要求設置主泵的運行功率，在后續運行時保持相同的運行功率。

5 主泵供電回路1E級斷路器電氣保護設計

因為斷路器對每臺設備的保護設計都不相同，所以我們在進行供電回路的安全設置也不一樣。

（1）位于常規島的CB1斷路器所接的負載為變頻器，因此線路保護設置過流保護、速斷保護和單相接地保護。（2）由于失去正常電源和優先電源時需切換到備用變供電，因此母線失電的低電壓信號會導致CB1斷路器跳閘。對于變頻器，CB1斷路器可實現輸入電路的保護，因此根據相應的標準和規范并結合系統的控制和保護要求，變頻器可設置輸入過電壓保護、欠電壓保護、輸出瞬態過電壓保護、輸出過電流保護、輸出短路保護和電機超速保護。（3）串聯連接的2臺1E級斷路器的負荷是主泵屏蔽電機，而該電機為三相異步電機，根據相關的設計手冊和IEEE標準，電機需設置過電流保護、速斷保護、堵轉保護、不平衡電流保護、不平衡電壓保護、低電壓保護等。

6 結束語

使用核電廠進行發電供電有著成本較低和排放量較小的優點，適合我國可持續發展的發展理念，需要我們的大力發展和高度重視，通過對核電廠的合理使用，可以有效降低電廠的運行成本，還可以使我國的環境污染情況有所緩解。本文中的主泵選用了無軸封的結構形式，可以有效減少泄露的情況，大大提高了核電廠的安全性能。本文通過對核電廠主泵供電回路的設計探討，希望可以為我國核電廠今后的發展提供幫助，促進我國發電行業的發展與進步。

參考文獻

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