摘要：本文对不同触发方式下的保护和安全监测系统停堆通道路径进行了详细的分析阐释，对存在的问题进行逐一分析并给出应对方法，为保护和安全监测系统停堆通道的稳定运行提供支持。
关键词：保护和安全监测系统；停堆通道；
Abstract：This paper give detailed analyses for different trip type of Protection and Safety Monitoring System（PMS）Reactor Trip Channel，solutions are afforded via analyzing several issues，these analyses provide technical assistance for PMS reactor trip channel stable operation.
Keywords：Protection and Safety Monitoring System；reactor trip channel
1.引言
作为基于Common Q平台实现的核电厂安全级仪控保护系统，保护和安全监测系统（PMS）由A、B、C、D四个序列的机柜和处理站组成，序列之间通过通讯接口构成具有冗余性的整体。
在机组处于正常运行工况时，控制停堆的核测参数与非核测参数在安全范围内的变化是可以接受的，当超出停堆设定值并使得局部符合逻辑（LCL）满足4取2时将导致对应序列的停堆断路器装置触发。当两个或两个以上序列对应的停堆断路器触发时，控制棒驱动机构失电实现反应堆停堆功能。除了自动停堆功能以外，主控手操开关触发停堆或验证停堆相关功能的监督试验也都具有相应的停堆触发回路。对保护和安全监测系统停堆通道的分析探讨的过程需要考虑不同的触发回路。
2.保护和安全监测系统停堆通道功能实现
2.1双稳态/符合逻辑机柜（BCC机柜）停堆逻辑功能的实现
在保护和安全监测系统每个序列内有两个冗余的双稳态/符合逻辑机柜，每个机柜内配置有两个Level 1 BPL处理器、四个Level 2 LCL处理器和停堆矩阵等。每个机柜内的一个BPL PM646处理器用于监控经过处理的停堆相关的非核仪表参数，另一个处理器用于处理核仪表子系统参数，接收的传感器信号在单个序列的两个冗余的BPL之间可以共享。每个双稳态/符合逻辑机柜内四个LCL PM64A6处理器中的两个用于执行冗余的停堆功能。当一个经过处理的参数超过了停堆设定值，在每一个序列的两个BPL 处理器都会产生部分停堆。
单个机柜内的两个LCL停堆处理器接收来自本序列BPL的部分停堆信号以及接收来自于其他所有序列的BPL。每个停堆LCL处理器中的停堆逻辑产生停堆命令并将停堆命令作用与停堆矩阵（RTM）。在每个BCC机柜里安装一个停堆矩阵终端单元（RTM TU）。BCCx01内的停堆矩阵提供输出作用于停堆断路器UV线圈，UV线圈在失电情况下跳开停堆断路器。BCCx02内的停堆矩阵提供输出作用于停堆断路器ST线圈，ST线圈必须得电才能跳开停堆断路器。
每个停堆矩阵终端单元配有五个48VDC晶体管和相关的硬件。晶体管网络中的两个受控于DO630输出和LCL停堆处理器看门狗继电器，两个受控于DO630和LCL的另一个停堆处理器看门狗继电器。每一对晶体管中的一个被用于控制UV停堆信号，另外两个被用于控制ST停堆回路。第五个晶体管网络受控于ST线圈测试开关。
BCC机柜供应的48VDC经过高选被用于两个BCC机柜的停堆矩阵终端单元控制一套晶体管网络进而控制停堆断路器UV和ST线圈。对于UV触发回路，48VDC 引入至LCL停堆处理器PM646A的看门狗继电器与DO630的串联通道。如果PM646A或者DO630的四个继电器有任何一个出现断开，那么停堆矩阵终端单元晶体管Q1或Q2失电。如果两个BCC机柜停堆矩阵终端单元各有一个Q1或者Q2失电，则满足四取二逻辑并导致本序列停堆断路器UV线圈的48VDC供电中断。对于ST回路，经过高选的48VDC供电至LCL停堆处理器PM646A看门狗继电器和DO630的并联通道。常闭式PM646A 看门狗继电器在PM646A输出命令时断开，而DO630采用的是常开式继电器。如果有一个继电器闭合，那么晶体管Q4或者Q5上电。如果两个BCC机柜停堆矩阵终端单元各有一个Q4或者Q5得电，则满足四取二逻辑并使得来自停堆断路器装置的250VDC供应至晶体管进而为停堆断路器ST线圈上电。
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2.2主控室手操开关触发停堆功能
手动停堆时与自动停堆在实现方式上略有不同，手动停堆不经过软件而直接作用于停堆矩阵。当操纵员在主控室触发手动停堆开关（或者操作堆芯补水箱触发、自动卸压子系统触发的和S信号触发的专设手操开关时）时，停堆矩阵通过硬接线收到来自主控的停堆信号，使得UV停堆回路中插入式继电器失电动作引起UV线圈失电，ST停堆回路中的晶体管Q3的48VDC失电引起ST线圈上电250VDC。手操开关可以同时引起四个序列停堆断路器的UV线圈失电并且ST线圈得电。
2.3监督试验
保护和安全监测系统涉及停堆功能验证的监督试验涵盖了自动信号触发和UV、ST测试按钮操作。含有自动信号触发的试验有通道试验、停堆逻辑试验和停堆装置试验，这些试验验证的回路都是在Level 1 BPL至下游停堆断路器装置的范围内。UV测试按钮触发停堆断路器动作试验中，按下UV测试按钮的停堆路径中没有经过软件模块而是直接作用于停堆矩阵的硬件回路造成BCCx01机柜的插入式继电器失电从而造成本序列的停堆断路器UV线圈失电。而在ST测试按钮触发停堆断路器动作试验中，按下ST测试按钮的停堆路径中也没有经过软件模块而是直接作用于停堆矩阵的硬件回路造成BCCx02机柜的晶体管Q3失电从而造成本序列的停堆断路器ST线圈得电。
3.保护和安全监测系统停堆通道出现的问题分析及应对措施
3.1 UV、ST线圈半序列自发异常触发
在电厂运行阶段，单序列内的一对LCL停堆处理器PM646A看门狗与对应的DO630分别通过继电器控制着UV线圈回路和ST线圈回路的晶体管。PM646A处理器可能因处理部分功能失效不能执行程序指令或应用程序存储器故障导致处理器停止，从而引起用于控制UV线圈回路中晶体管和ST线圈回路中晶体管的DO630和看门狗继电器失电翻转，此时UV线圈回路和ST线圈回路各出现半序列触发。
以使用此核电技术的某电厂机组为例，D序列在电厂运行阶段自发的触发了UV2和ST2线圈，由于设计上的冗余性并未造成本序列停堆断路器动作。针对此情况可以采用根据看门狗1、2、3号输出端子电压确认出故障处理器再进行手动重启。正常情况下，1、2号端子对地均应为0.4V左右，三号端子对地应为“-49.5VDC”左右。如有处理器电压与此状态偏离，则确认该处理器为故障处理器。在根据风险分析方案执行故障处理器重启后等待5分钟确认MTP/SD画面故障现象消失，测量电路电压正常。如重启多次后，故障现象仍未消失，则需参照相应的程序，更换故障处理器。并在备件处理器更换完成后，参照PMS软件下装规程，对其进行软件下装，并确认下装正确。
3.2手操开关操作未到位
在调试阶段，主控室操纵员执行手操开关触发再复位的操作时，出现过因操作过快未到位造成触发失败的事例，因此对于手动开关的操作要务必做到操作到位。此事例很有经验反馈意义，针对此事例对操作员加强手操开关操作注意事项的宣贯，在机组稳定运行时遇到紧急停堆突发状况时有助于机组正确快速实现停堆。
3.3停堆TADOT试验潜在风险
停堆装置通道可运行性试验作为保护和安全监测系统监督试验的一部分，92天的试验执行周期决定了机组功率运行期间需要执行停堆断路器的分合试验。一个序列的停堆断路器因试验断开时，系统的冗余性降低，如果机组其他序列由于不可控的因素造成另一序列的停堆断路器断开时将会导致机组非计划停堆。
针对潜在风险，在TADOT试验前首先要考虑机组运行是否稳定，在有重大试验干扰时务必错开工期；试验执行前务必与值长做好交底，说明试验中会多次真实断开试验序列的停堆断路器，如果同时有其他序列的停堆断路器由于设备故障等不可控原因断开将会导致机组停堆；在试验过程中需要保持保护和安全监测系统仪控间与停堆断路器房间通讯畅通可靠，在遵守程序完成试验的前提下尽可能缩短停堆断路器每次的断开时间，减低试验风险。
4.小结
通过对某核电厂保护和安全监测系统停堆通道的硬件结构进行了细致分析，对出现的问题进行一一分析并提供了应对措施，为同类型核电机组的停堆通道相关试验和故障定位提供了技术指导。
参考文献：
[1] 韩雪涛，电子元器件从入门到精通，化学工业出版社，2019
[2]陈星弼，张庆中，晶体管原理与设计，北京：电子工业出版社，2007
论文作者:李稳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/22
标签：断路器论文; 线圈论文; 序列论文; 回路论文; 机柜论文; 处理器论文; 晶体管论文; 《基层建设》2019年第11期论文;