（山东核电有限公司 烟台 265116）
摘要：随着核电项目的日渐发展，国内核电站在厂用电系统的设计上存在着或多或少的差异，柴油发电机组的作用也是各不相同。对于三代核电AP1000机组，浅谈当失去全部厂外电源的情况下备用柴油发电机的应用。
关键词：核电站；AP1000；备用柴油发电机
一.概述
核能作为可再生的清洁能源，它的开发和利用大大减轻了人们对未来能源紧缺的担忧，但是核能所带来的安全问题也一直绷紧着人们的神经。自1979年美国的三里岛核事故和1986年的切尔诺贝利核事故以来，核能源所带来的安全问题已越来越引起国际社会的广泛关注。直到2011年日本大地震导致福岛核电站事故的发生，核电厂核安全事故所带来的后果的难以消除性、社会公众的恐慌性、极度敏感性以及核安全的重要性再一次的被提上了日程。
在一般的核电厂中，应急柴油发电机作为全厂失电后的最后一道电源与核安全直接相关，其能够确保机组安全停堆和防止关键设备损坏，进而在保证核安全方面起到了非常重要的作用。
二.AP1000机组备用柴油发电机简介
AP1000核电站的主安全系统均采用非能动设计，不依赖交流电源即可保障核电站的安全。因此传统意义上的安全级应急柴油发电机组降级为了非安全级备用柴油发电机组，在失去厂外电源时为具有纵深防御功能的非安全相关负荷提供电源。
海阳核电AP1000机组每台机配备2台额定功率6000KW的备用柴油发电机，在电厂的正常运行期间，两台备用柴油发电机处于备用状态（Standby Mode）。当同时发生主发电机跳闸和失去厂外电源时，与柴油发电机相连的10.5kV中压母线ES1、ES2失电触发低电压信号启动柴油发电机。柴油发电机启动后迅速达到额定转速、电压和频率，在120秒内柴油发电机出口断路器完成合闸，并根据PLS逻辑顺序带载ES1、ES2 母线上相关负荷。
三.工作原理
海阳核电AP1000 机组的厂用电切换是通过SEL-351保护装置来实现。当故障引起主变和高厂变保护动作，86闭锁继电器同一时间分别向中压母线的工作电源进线开关M1和备用电源进线开关M2发出分闸指令和合闸指令，由于断路器分闸动作时间比合闸动作时间快，因此确保中压母线两进线断路器先分后合，从而实现中压母线快切。若中压母线快速切换失败，母线电压降低至75%额定值时开始扫负荷，母线低电压继电器27B1延时3秒跳开母线上所有电动机负荷并启动连接到中压母线ES-1、ES-2上的备用柴油发电机，母线电压降低至30%额定值时进入残压切换，母线低电压继电器27B2延时3秒启动残压切换闭合中压母线备用电源进线开关转由220kV 辅助变带载。若残压切换失败，则会闭合备用柴油发电机出口断路器转至由备用柴油发电机为母线供电。
如图所示为调试期间模拟主变86信号动作导致工作电源进线开关跳闸，快切和残压切换均不能成功动作后备用柴油发电机从启机、建压到成功合闸带载中压母线的过程。波形中游标A所对应时刻为主变86信号动作致母线失电，游标B所对应时刻为备用柴油发电机出口开关成功合闸为母线供电。从母线失电到备用柴油发电机完成启动并开始建压用时约20秒，从建压再到柴油发电机出口开关合闸为母线供电约12秒，即从母线失电到重新带电耗时约32秒。
备用柴油发电机出口断路器合闸后将进行顺序带载。顺序带载共分10步，带载序列由PLS 逻辑完成，主控室无需任何操作，在失电后420秒系统会完成全部自动带载部分。自动带载完成的信号发给主控室后，操纵员可以根据规程开始手动带载。
对于以上工况，要求备用柴油发电机具备下列几种能力：
1) 接到启动信号后应短时间内启动并达到额定电压和频率；
2) 负荷加载期间：电压最低不应下降到额定值的 80%（8.40kV）以下，最高不应升高到额定值的 110%（11.55kV）以上；频率最低不应下降到额定值的95%（47.5Hz）以下，最高不应升高到额定值的105%（52.5Hz）以上；
3) 切除最大的单个负荷，或在顺序加载的每一步骤之后，运行条件的瞬间变化均不应导致柴油发电机组因转速的变化而引起保护跳闸；
4) 压空系统在不进行补气的情况下至少能保证连续启动 3 次；
总体来说就是要具备大容量6000kW、快速启动能力（接到启动信号后120秒内合闸）、高可靠性和良好的带载性能。
四.总结
本文主要介绍了海阳核电AP1000 机组在失去全部厂外电源的情况下，备用柴油发电机如何从启动建压到带载母线的过程。作为核安全的一道屏障，柴油发电机的成功运行对保障电厂安全起到了不可或缺的作用。
参考文献：
[1]金益. 柴油发电机组在不同核电站的作用. 中国电业(技术版),2011(9)
[2]梁圣童,牟恕宽.核电站应急柴油发电机组的评述[J].船舶工程，2007，29：9～14
论文作者:张云鹤,沈蒙,赵天骄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：母线论文; 发电机论文; 柴油论文; 核电论文; 海阳论文; 电源论文; 核电站论文; 《电力设备》2017年第30期论文;