核电站保护系统的配电分析及设计

核电站保护系统配电分析及设计
摘要:核电站保护系统(RRP)是核电站的安全系统,对人员的安全、环境的保护、核电厂设备的保护,和对提高核电厂利用率都具有极其重要的作用。核电站保护系统的监测与核电厂安全有关的重要参数,当这些参数超过由安全分析确定的保护定值时,自动给出保护动作信号,防止反应堆事故的扩大或减轻事故后果。配电系统作为保护系统电源供应系统,其安全、可靠、稳定的系统设计,直接影响着保护系统的可靠和安全的运行。
关键词:核电站;保护系统;配电;分析
1导言
近年来,核电站厂用电系统部分负荷对供电要求不断提高,通过改变负荷的供电方式提高供电的可靠性是常用的方法。利用核能进行发电的电站称为核电站,当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电,或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备,链式裂变反应就在其中进行。将原子核裂变释放的核能转换成热能,再转变为电能的系统和设施,通常称为核电站。随着
供电方式的多样化,对保护定值提出更高的要求,在供电方式改造实施后,必须对相关保护定值进行优化校验,确保无保护死区及开关越级跳闸的风险,保证电力系统的稳定运行。核电站的保护系统是核电站的神经中枢,为核电站的安全、稳定和经济的运行提供了重要的保障,因此其配电系统的设计就非常重要,可靠稳定的配电系统设计。
2分析分析核电站发展
2.1第一代核电站
2010年1月3日核电站的开发和建设开始于20世纪50年代。1951年,美国最先建成世界上第一座实验性核电站。1954年苏联也建成发电功率为5000千瓦的实验性核电站。1957年,美国建成发电功率为9万千瓦的原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。上述实验性的原型核电机组被称为第一代核电站。
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2.2第二代核电站
20世纪60年代后期,在实验性和原型核电站机组的基础上,陆续建成发电功率为几十万千瓦或几百万千瓦,并采用不同工作原理的所谓“压水堆””沸水堆”“重水堆”“石墨水冷堆”等核
反应堆技术的核发电机组。它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时,使核电的经济性也得以证明。如今,世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这一时期建成的,习惯上称其为第二代核电站。
2.2第三代核电站
20世纪90年代,为了消除美国三里岛和前苏联切尔诺贝利核电站事故的负面影响,世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关,美国和欧洲先后出台了《先进轻水堆用户要求文件》(URD文件)、《欧洲用户对轻水堆核电站的要求》(EUR文件),进一步明确了预防与缓解严重事故,提高安全可靠性的要求。于是,国际上通常把满足URD文件或EUR史件的核电机组称为第三代核电机组。在这方面我国走在了世界的前列,浙江三门和山东海阳就采用了美国西屋公司的AP1000技术;广东台山则采用法国阿海珐公司的EPR技术,它们的建成,将成为世界第三代核电站的先行者。
2.4第四代核电站
2000年1月,在美国能源部的倡议下,美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、
巴西、韩国和阿根廷这10个有意发展核能的国家,联合组成了“第四代国际核能论坛”,并于2001年7月签署了合约,约定共同合作研究开发第四代核能技术:期盼进一步降低电站的建造成本,更有效地保证它的安全性,使核废料的产生最少化和防止核扩散。但遗憾的是,迄今还没有建成一个符合这些要求的第四代核电站。我国核电站的建设始于20世纪80年代中期。首台核电机的组装在秦山核电站进行,1985年开工,1994年商业运行,电功率为300MW,为我国自行设计建造和运行的原型核电机组。使我国成为继美国、英国、法国、苏联、加拿大和瑞典后,全球第7个能自行设计建造核电机组的国家。
3配电系统的设计要求
宝莱坞歌舞精粹根据单一故障准则规定,核电站的系统或设备组合,在其任何部件发生可信的单一随机故障时,仍能执行其正常功能。核电站保护系统是重要的核电系统,其对应配电系统,应该对保护系统的设备提供所需的冗余供电系统,配电系统设计还需提供必要的保护电路,当配电系统其中任一系统故障,另一系统仍能正常提供正常的配电。保护系统的配电系统还需提供满足保护系统电源质量要求的、稳定可靠的电源,避免因外部电源质量下降产生的浪涌和干扰,以及由内部配电设计引起的交直流干扰和压降。
4配电系统分析
ertl对于保护系统设备自身应用,反应堆保护系统电源的设计满足“独立性”和“单一故障原则”的要求,核电站为其提供了两路冗余不间断220V交流电源,配电系统在设计必要的浪涌保护和滤波措施后,需将引入的220V交流电源进线转换和分配,转换为保护系统本身需求的电源和机柜的报警电源。保护系统自身设备分为逻辑柜和输出柜,其内部需求的电源种类分为48V、24V和12V,将引入的220V交流电源,通过配电系统转换为48V、24V和12V后可以提供给自身设备使用。为保持保护系统等安全重要系统的可靠性,在电站运行期间需要执行的例行定期试验。定期试验只是为保护系统提供试验支持,因此,核电站现场为保护系统的定期试验,提供了一路48V直流电源,通过配电系统引入机柜,并完成浪涌保护和滤波设计后,将引入的48V直流电源进行分配,以供保护系统定期试验使用。
5配电系统设计
在配电系统中,其配电方案一般有两种方式,即分散式配电方式和集中式配电方式,这两种配电方式在工程中都有应用。一是分散式配电是指在配电柜一侧,仅完成交流电源的分配功能,其优点是配电柜设计简单,分配电源电压等级较高,减少了电源传输时的热损耗,
直接完成220V电源分配即可;其缺点是,在设备端进行交直流转换后,容易产生交直流干扰,设备端不能提供足够的短路电流,增大了电路保护的难度,增加了设备端的复杂程度。二是集中式配电是指,在配电柜一侧,先完成交流电源的转换功能,再完成直流电源的分配,其优点是,其配电端可以提供足够的短路电流,对回路起到更好的保护,集中转换和集中配电,便与标准化设计,提供电源的利用率;其缺点是,电源输送过程中的压降问题,配电柜散热量较高。由于项目中配电箱由设计院提供,本着最简单和标准化的原则,项目采用了分散式配电。
6结论
本文介绍了核电站保护系统的供电设计,针对“独立性”和“单一故障原则”的要求,设计两路冗余供电,并分析了系统配电单线图,为保护系统的实施提供了供电保障。
湛江师范学院附属中学
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