摘要：核电站是一种新兴的电能产能方式，通过反应堆热能可以转化为电能，并在经过相应处理之后，能够达到电网相关规格，供社会进行使用。而用电系统设计是核电厂运行安全与产电效率的可靠保障，对于核电站厂作用极大。为确保核电站安全运行，相关人员必须要对用电系统进行合理设计。通过对核电站厂电源种类以及负荷种类的了解，分析出核电站厂用电系统设计方式，旨在提高用电系统设计水平，保障核电站输电质量。
关键词：用电系统；核电站厂；电源；负荷；设计原则
“核电站”是运用核聚变反应以及核裂变产生能量进行发电的企业【1】。目前核电站主要分为蒸汽发电常规岛以及原子裂变蒸汽核岛两种。燃料以放射性重金属钚与铀为主，而商业核电站多以核裂变反应为主要发电方式。而其他电站相同，核电站需要保持稳定的状态，才能确保电能供应的持续性与安全性，这就要求厂内用电系统设计必须要合理。
1、核电站用电电源种类
核电站厂内电源主要分为厂内电源以及厂外电源两种。厂内电源由蓄电池系统以及中压柴油发电机组成，如果核电站厂内出现主电源与辅电源都失去的情况，该电源会为重要设备进行供电，以确保厂内用电系统安全性。而厂外电源主要分为辅助电源以及主电源两种：主电源供电。发电机正常运作过程中，会通过按照“发电机”、“发电机出口断路器”、“主变”、“厂变”以及“厂用电系统”的顺序进行供电；而辅助电源是在主电源无法供给之后，会代替其对厂用电及时进行供应。这种电源供电顺序与主电源有所不同，是按照“高压系统”、“辅助变”以及“厂用电应急供电系统”的顺序进行供电的【2】。
2、核电站负荷种类
按照功能，核电站厂主要分为四种：第一，“单元厂用”。此类设备会跟随机组正常运行，并会在机组停止工作时，可以对其进行停运处理，依靠厂外电源对其进行供电，且会在主电源不工作时，自动进行断开处理；第二，“常备厂用”。此类设备无论机组是否正常运行，都必须要保持工作状态，也是依靠主电源进行供电，但当主电源不工作时，会由辅助电源对其进行供电；第三，“安全厂用”。此类设备不仅要对贵重设备安全问题进行负责，同时还需要对事故下的环境、民众以及反应堆安全停止等内容进行保护。这类设备通常都会以双重设置的方式安装在机械之上，供电电源实施的也是双重独立电源【3】。
3、核电站用电系统设计
3.1用电系统设计原则
在对核电站用电系统进行设计时，不仅要对电源种类以及负荷种类进行明确，同时还应对系统设计原则进行明确。
用电系统设计原则主要分为四个部分：第一，应对设置双重独立电力，要确保即使是电路发生故障时，也会有另一条线路对其进供电，有效降低对厂外电网的影响；第二，要对重点安全性设备设置多种电路，且要使用单独应急安全母线，通过多种渠道对设备进行电源供应，防止单项故障对设备运行的影响；第三，要保证应急电源的独立，要确保同机组冗余安全系列间与其他两机组系列间都能保持独立的状态；第四，确保即使发生“设计基准事故”也能抵抗住自然灾害压力，确保安全停堆设备能够始终有电源供应，可以保证正常停堆。
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3.2中压电流用电系统设计
现在国内核电站使用的中压交流电都在6.6千伏左右，共拥有十段供电母线，且这些母线的连接顺序都相对较为固定：四段母线要和厂用变压器低压绕组分别连接在一起；两段永久母线的进线共有两路，分别与辅助变压器低压绕组以及两段单元母线相连接；两段应急母线进线也分为两路，分别和中压柴油机出线回路以及两段永久出线回路相连；1、2号机组一段永久母线与两段公用母线相连。在进行系统设计过程中，设计人员必须要明确无线连接方式，并按照负荷分类对母线供电方式进行掌握，从而设计出高质量的中压电流用电系统。
3.3应急用电系统设计
为确保在突发状况下，核电站设备仍能正常运行，不会造成安全隐患，核电站内通常会利用柴油发电机组建立起独立的厂内应急电源，以确保在常用电源以及备用电源无法运作时，应急电源可以在第一次时间内，停堆设备以及核心设备提供电源保证，避免设备出现损坏的情况。但设计人员必须要注意，此机主应急电源只能用于特殊情况供电，不能在其他情况下进行使用。
就核电机组来讲，应急交流系统在设计时，必须要设置两组单独自动发动柴油发电机，且要为每台柴油发电机组设计一个专用的安全供电输送渠道，并要额外设置一组备用柴油发电机，以供检修或者突发情况进行使用。设计人员必须要确保，在发生失水事故或者场内外电源全部无法运作时，任何一个应急柴油发电机组都能够按照程序设计进行供电，并可以满足各项设备的用电需求。
如果应急发电机出现故障，设计者必须要保证附加柴油发电机组能够替代故障机组继续进行工作，对核电发电机组发电时间进行有效延长。而在不运行状态时，也必须要保证预热系统以及润滑能够始终工作状态，确保柴油发电机组能够随时进行供电。
3.4低压交流不间断用电系统设计
低压交流不间断电流主要负责为厂内测量装置、仪表等无法停电设备进行供电，对核电站安全运行意义极大。设计人员应按照重要程度来对该用电系统进行设计，该系统主要可以分为“重要仪表与控制”、“非安全重要仪表与控制”、“常规岛仪表与控制”三种交流不间断体用电系统。在正常状态下，这些系统都是由一路应急交流电源进行电源供应的，当应急交流电源无法工作时，蓄电池会通过逆变器继续对其进行供电。当供电装置需要进行检修时，会采用另一路电流进行供电的方式，以确保该系统的持续性工作。
结束语：
核电站由于运作较为特殊，其用电标准一直处于较高水平，相关人员在对用电系统进行设计时，既要确保整体系统能够达到厂用这电力负荷标准，同时还要确保在紧急状况发生时，仍然可以有应急电源来对核电设备运行电力进行提供，避免放射性物质出现外泄。数据人员必须要对核电站内用电情况进行全面掌握，并按照多重保护以及其他相关设计原则，对用电系统设计进行精心考量，从而为核电站安全运行提供可靠保障。
参考文献：
[1]孙炜.基于超设计基准外部灾害核电站厂用电研究[J].能源与节能，2016，06：87-88+99.
[2]宋鹏飞，阮阳.核电站厂用配电设备发热量实用计算方法[J].电气应用，2016，23：16-20+40.
[3]张进.台山核电站厂用电接地保护及电缆绝缘的改进[J].能源与节能，2015，07：70-71.
作者简介：
第一作者：吴志纯（1988），男，上海市，民 族：汉 职称：助理工程师，学历：大学本科。专业：电气工程及其自动化 单位：国核工程有限公司，上海市，第二作者：郑振威 单位：国核工程有限公司，上海
论文作者:吴志纯,郑振威
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：核电站论文; 电源论文; 系统论文; 母线论文; 设备论文; 机组论文; 发电机论文; 《电力设备》2017年第2期论文;