核電廠慢切換裝置調試及改進

宋婷婷 彌山山

1.中核遼寧核電有限公司 遼寧葫蘆島 125000 2.海南核電有限公司 海南昌江 572700

1 概述

為保證核電廠廠用供電可靠性，中壓廠用工作電源設有兩路供電電源：主電源和備用電源（也稱輔助電源）。正常運行工況下，發電機經過高壓廠變對廠用電進行供電，發電機退出時，電網經由主變向中壓廠用電供電，當主電源側供電發生故障，廠用電切換裝置啟動，將廠用電的供電電源切換至備用（輔助）電源側，保證廠用供電的可靠性。

2 慢切換裝置切換原理

國內某核電廠共兩臺660MW容量機組，中壓6.0kV廠用電分四段段，每一段分別配一臺置慢切換裝置，滿足切換條件時，啟動切換，及時的投入備用電源供電。切換裝置選用PCS—9655M型慢切換裝置，切換原理圖如下所示。

圖1 慢切換裝置切換原理圖

當工作電源側發生故障時，開關CB1跳開，母線失壓，當判定條件滿足時，合上開關CB2，切換至輔助電源側供電。考慮到電廠輔助變容量較小，在由工作電源側切換到備用電源側供電時，需要斷開部分不重要的負荷，再投入備用電源，因此采用慢速切換，確保切換成功[1]。

PCS—9655M型慢切換裝置采用的切換方式有：正常切換、失壓切換、故障切換；另裝置還設置了后備失電閉鎖及保護動作閉鎖切換功能，防止誤切換或者合閘到故障母線。正常切換是指正常情況下進行的源切換，包括正向切換、反向手動切換以及檢修后恢復反向手動切換。母線失壓切換指當母線電壓持續低于“失壓起動幅值”定值，經過延時自動起動切換。故障切換是指因誤操作、開關機構故障、保護跳閘等原因造成工作電源開關跳開，裝置自動起動切換。故障只能由工作進線電源側切換到備用進線電源側，且只有殘壓切換方式。

為防止備用側電源故障或者不可用造成誤啟動切換，慢切換裝置還設置了后備失電閉鎖功能。保護動作閉鎖切換是指當裝置檢測到故障發生在母線時，為防止合閘于故障母線，裝置閉鎖的換。另外，PT空開誤斷開將導致裝置檢測電壓出現失壓，存在誤啟動切換的可能。針對此種情況，裝置設置了PT斷線閉鎖單元，PT空開未合時，延時報PT斷線，閉鎖切換。

3 調試過程中發現的問題以及解決方案

3.1 切換失敗的案例分析

為驗證核電廠意外停電時，慢切換裝置能否正常啟動切換至輔助電源供電。即將主電源側電源人為斷開，驗證廠用電能否正確切換到輔助電源側供電。試驗前發電廠供電處于倒送電模式，由高壓開關送至主變，再通過高廠變送至各個廠用中壓段。試驗時斷開主變高壓側開，工作進線全部成功分閘，而備用進線均沒有合閘，造成全廠失電。

慢切換裝置成功動作，現備用電源開關合閘回路存在合閘閉鎖。切換失敗后檢查發現中盤柜中加熱器電源缺失，進而合閘閉鎖，最終導致切換失敗。通過檢查加熱器供電回路發現控制回路中加熱器電源各段交叉提供，當進行全廠失電試驗時，因為四段中壓段同時失電，造成各段中壓段的合閘回路相互閉鎖，最終導致了全廠失電。不應將加熱器電源失電信號加入到合閘閉鎖回路中。修改后，全廠失電切換試驗成功。

3.2 慢切換裝置切換失敗后控制指令持發問題

當慢切換裝置啟動切換時，工作斷路器跳開后，備用斷路器合閘指令為持發指令，一旦觸發必須進行復位后才能取消合閘指令。但是如果由于備用斷路器某些合閘閉鎖的條件存在，導致切換失敗，而現場沒有進行慢切換裝置復位，當檢修人員排除故障的時候，一旦備用斷路器合閘閉鎖的問題排除掉，由于合閘指令一直存在，會立即發生斷路器非可控的合閘操作，而此時一旦有人在斷路器下游或者其它斷路器送電相關地方，很大可能發生觸電危險。

改進措施：將裝置的持發指令改為脈沖指令。將裝置的切換指令由持發指令改為脈沖指令，但是此種操作不足之處是如果發生切換失敗，導致切換指令一直存在，而大電流指令的一直存在可能造成慢切裝置內部板卡燒壞或者斷路器線圈的燒壞。最好的辦法是加入大功率的外部重動繼電器，通過繼電器的接點來切斷切換指令，避免慢切換裝置切換指令持發造成的風險。

3.3 DCS邏輯錯誤導致切換完畢信號持發慢切換裝置無法復歸

在DCS側進行遠方切換的過程中發現切換完畢后，后臺無法進行慢切換裝置的復歸操作。檢查斷電切換邏輯圖：來自慢切換裝置的切換完畢信號LGX001TB FI持發導致裝置閉鎖。

當裝置完成切換，切換完畢信號LGX001TB FI至復位一路信號持發，向慢切裝置發復位命令，信號持發導致慢切裝置閉鎖，無法完成復位操作，另外切換完成后的復位應手動確認而不應自動復位，現場采取措施在DCS側將切換完畢信號LGX001TB FI至復位部分的邏輯刪除。重復試驗，能夠正常進行慢切換裝置的復歸操作。

4 結語

慢切換裝置作為廠內電源切換的重要系統，其功能能否可靠實現至關重要。本文結合慢切換裝置調試過程中發現的問題，結合設計、廠家圖紙進行認真分析，提出切實可行的解決方案，解決了現場調試過程中出現的問題，提高了廠內電源切換的可靠性。其相關經驗可以為核電廠進行設計以及切換裝置調試提供借鑒。