新增后备柴油发电机组及严重事故机柜专用UPS电源后对电厂失电影响

李艳军

福岛核事故后，国内多电厂做了针对性的改进项，用于保证在全厂断电工况下堆芯的充分冷却和安全壳的完整性，从纵深防御角度加强电源的可靠性。尤其是新建核电，从设计初进行改进设计，本文结合新增加LHR（后备柴油发电机组）及LVS（严重事故机柜专用UPS 电源）系统功能对电厂影响及失电后如何进行有效切换，进行详细的分析及探讨。

1.LHR（后备柴油发电机组）

厂址附加柴油发电机组（0LHS）为厂址共用，无法满足多机组同时发生SBO工况时的电源容量需求，且接入时间也无法满足要求。

1.1改进方案

设计原则为后备柴油发电机组不降低原有应急电源系统的性能和安全性;后备柴油发电机组用于应对超设计基准事故，系统为非安全级;为其配置独立的厂房和电缆通道，按抗设计基准地震（SSE）进行抗震设计，并适当提高抗震裕量;后备柴油发电机组水淹设防标准高于机组应急柴油发电机组（LHP/Q）;为满足多样性要求，采用与应急柴油发电机采用不同厂家和型号的产品。因此后备柴油发电机组设计安全要求不低于LLS柴油发电机组。

2.LVS（严重事故机柜专用UPS 电源）

用于保证所有交流电失去后的必要监测手段，相应配套增加一套严重事故机柜专用UPS 电源。

根据福岛事件经验，如果LLS 柴油机组和EDG 都失效，仪表将在1 小时后失去电源，失去基本监测。

2.1改进方案

本系统主要包括产生380V、220V交直流电源的设备。380V逆变器专用于电动阀供电;控制负荷由220V逆变器供电;电动阀动作不会影响到控制负荷。0LVS系统中有一台充电器，容量为88kVA，两台逆变器，容量分别为80kVA、20kVA。

正常运行下。如果LHP/Q机组启动失败，后备柴油发电机组（LHR）启动成功，通过LHC母线给LLS001AR系统供电。通过LLS001AR为LVS系统供电。如果后备柴油发电机组（LHR）启动失败，380V移动交流电源接入LLS001AR柜或6.6kV移动交流电源接入LHC母线，此时柴油发电机组既对LVS系统的蓄电池进行充电也对严重事故专用机柜进行供电。

正常运行下，LVS系统电源取自LLS，为严重事故机柜供电，对蓄电池组进行浮充电。在失去厂外电源后，1E级应急柴油发电机组（LHP/Q）接入系统。如果LHP/Q机组启动失败，后备柴油发电机组（LHR）启动成功，通过LHC母线给LLS001AR系统供电。通过LLS001AR为LVS系统供电。如果后备柴油发电机组（LHR）启动失败，380V移动交流电源接入LLS001AR柜或6.6kV移动交流电源接入LHC母线，此时柴油发电机组既对LVS系统的蓄电池进行充电也对严重事故专用机柜进行供电。

3.6.6Kv失电后的供电方式

技术规范要求，机组功率运行模式两路外电源和两路内电源必须可用，两路外电源包括主外电源（GEW），辅助外电源（LGR），A列柴油机应急电源（LHP、LHA），B列应急柴油机电源（LHQ、LHB）。本文就四路电源失电的情况下，结合LHR/LVS新增功能，分析一下下游应急负荷如何切换供电方式。

3.1全厂失电LHA通过LHC供电

3.1.1 LHC影响：

正常LHC由LHA供电，全厂失电后，LHA/LHB均失去，LHC失电。20s后LHR自动启动后，LHC由LHR自动供电。此时LHA在线至LHC供电，主控操作，将LHA供电切至LHC

3.1.2 LHB下游负荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP均会失电

LNB/LND会失电，正常供电LL*失去，由蓄电池供电，此时蓄电池进行放电，由于主辅电源均失去，LKD也失电。LNB/LND会失电最终会失电。需将LNB/LND下游负荷切至其他电源供电。

LNB下游需切换：

1）SIP二组即KCS021TB电源：KCS021TB电源由三路电源供电，LNB/LNE360CR/LVS，此时需将其供电切至LNE360CR供电。

2）KCS823AR，其下游主要负荷为ETY102MP/ RCP008MN /RCP139MP。正常由LNB供电，LNB失电需手动切换至LNE360CR供电

3）KCS821AR，其下游主要负荷为RCP安全阀组处理机柜B。正常由LNB供电，LNB失电需手动切换至LVS002CR供电

4）KRT604CR：有三路供电LNB/LNE360CR/LVS，正常由LNB供电，LNB失电需切换至LNE360CR供电

5）RPN002AR（RPN第一组断路器电源）电源由LNB切换至LVS

LND下游需切换的：

1）SIP四组即KCS041TB电源：KCS041TB电源由三路电源供电，LND/LNE360CR/LVS，此时需将其供电切至LNE360CR供电。

2）KCS843AR，其下游主要负荷为ETY104MP/ RCP091MN/ RCP093MN /RCP095MN/RCP037MP。正常由LND供电，LND失电需手动切换至LNE360CR供电

3）LNP由LBP失電，LNP最终也会失电。LNH由LBB供电，LNH最终也会失电

3.1.3 LHA下游负荷

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LNE由于LHA会生新供电均会重新得电

LBJ由于上游电源为LLP，接触器没有挂钩，会失电。

3.1.4 事故规程里的特殊操作

RIS003VP电源失去，需将其电源切至LLK供电，此时LLK由LHC正常供电

DSL005AR电源即主控应急照明由于工A/B列应急电源失电，需手动切至LVS供电。

ASG607CR（ASG004PO 控制盘供电电源）正常由LBB供电，此时需将其电源切换至LVS供电（由两个LVS供电开关串联供电，操作时需注意顺序）

3.2全厂失电LHB通过LHC供电

3.2.1 LHC影响

正常LHC由LHB供电，全厂失电后，LHA/LHB均失去，LHC失电。20s后LHR自动启动后，LHC由LHR自动供电。此时LHB在线至LHC供电，主控操作，将LHB供电切至LHC

3.2.2 LHB下游负荷：

下游LNB/LND/LBB/LCB/LBP/LNP/LNH均會重新带电

3.2.3 LHA下游负荷：

下游LNA/LNC/LBA/LCA/LAA/LBJ/LNE均会失电

LAA两路供电均失去其下游LNE最终也会失去供电，其重要电气盘为LNE360CR，此时需将LNE360CR供电切换至LLJ供电。

LNA/LNC会失电，正常供电LL*失去，由蓄电池供电，此时蓄电池进行放电，由于主辅电源均失去，LKE也失电。LNA/LNC会失电最终会失电。需将LNA/LNC下游负荷切至其他电源供电。

LNA下游需切换：

1）SIP一组即KCS011TB电源：KCS011TB电源由三路电源供电，LNA/LNE360CR/LVS，此时需将其供电切至LNE360CR供电。

2）KCS813AR，其下游主要负荷为ETY101MP/ RCP011MN/RCP090MN/092MN/RCP094MN/039MP。正常由LNA供电，LNA失电需手动切换至LVS供电

3）KCS811AR，其下游主要负荷为RCP安全阀组处理机柜。正常由LNA供电，LNA失电需手动切换至LVS001CR供电

4）RPN001AR（RPN第一组断路器电源）电源由LNA切换至LVS

3.2.4 事故规程里的特殊操作：

RIS001/002VP电源失去，需将其电源切至LLK供电，此时LLK由LHC正常供电

DSL005AR电源即主控应急照明由于A列应急电源失电，需手动切至B列应急电源供电。

ASG606CR（ASG003PO 控制盘供电电源）正常由LBA供电，此时需将其电源切换至LVS供电（由两个LVS供电开关串联供电，操作时需注意顺序）