核电厂厂用电供电方式改进分析论文_杜明雨

杜明雨

中核河北核电有限公司 河北沧州 061000

摘要:近年来,随着经济发展,工业和生活用电量与日俱增,这增加了核电厂的供电压力。另外,众所周知,核电厂如果由于用电和供电,发生爆炸等问题,那么将会影响很大区域内人们的安全。为此,为了保证供电的顺利进行,提高用电和供电的安全性和可靠性,相关的核电厂必须要发现自身供用电的不足之处,并大力改进厂内的用电和供电方式。本文就核电厂厂用电供电改进方法进行分析,先介绍了大亚湾核电站和台山核电站的用电现状,并针对其现状给出了具体的改进方案,以供参考。

关键词:核电厂;厂用电;供电方式;改进分析

一、现阶段核电厂厂内用电的现状

1.1大亚湾和岭澳核电站的厂用电供电现状

大亚湾和岭澳核电站厂用电是选用了26kv的母线和变压器相连的,且供电是由变压器经过500kv的电网提供的。当发电机停机进行大型维修时,发供电系统(GSY)也会断开开关,这时母线供电会由500kv的电网切换到辅助厂用电电段LGR,这时LGE母线将不会供电,但是,6.6kv的母线会提供电。

对于变配电系统(GEV)来说,在大修时,它需要工人进行手动停运。一般是在变压器停电之前,它需要执行相关的程序,也就是它会先将LGB/LGC的供电改为辅助变压器供电,之后再将LGA/LGD改为LGB/LGC供电,这样才能保证它的停运。如果想要让变配电系统(GEV)正常工作,那么就需要相关人员保证26kv母线和变压器A失电的情况下,才能转换成之前的供电模式,并启动应急柴油机进行运行,这时辅助变压器会进行供电,并使一台反应堆冷却剂泵重新进行工作。

在LHA/B系统正常供电的过程中,该系统失电的时间大于0.9S后,系统会向应急电源发出信号,如果该系统的失电时间大于7.9S,那么该系统的电源会自动切断,从而避免出现问题。一般在自动切断电源以后,母线电压没有恢复且发出了应急电源的信号时,系统将会自动卸载相关的程序。如果系统母线电压恢复,那么系统将自动加载相关程序。如果系统在切断供电电压,且应急电源准备好的情况下,系统将会利用应急电源进行供电,但是应急电源供电过程中,失电时间超过5S,系统将自动切回正常电源供电模式,从而利用正常电源供电。其具体的用电供电图如下:

图 1大亚湾和岭澳核电站的厂用电供电图

1.2台山核电厂的厂用电供电现状

在台山核电厂的厂用电供电的过程中,该电厂使用了两台压水堆核电机组,且有两条外接电源线,具体和上述的电站相同。但是,它的用电系统却和上述的两个核电厂有所不同。该核电厂的机组是利用一个断路器和500kv的电网相连,并且该核电厂使用了快速切换的用电模式,该模式下,如果电网或者变压器不发生故障,那么6.6kv的系统将不需要切换电源。该电厂的压水堆(EPR)采用的供电方式就为先进,其在正常运行时,厂用电主要是通过变压器并经过500kv的开关站对厂用变压器进行供电的。一旦发电机无法运行或发生故障,厂用电将会由电网进行提供。如果电网不能进行正常供电,那么厂用电将会由发电机提供,发电机会将自身的负荷降至厂用负荷进行正常运行。如果在转换的过程中,不能降至厂用负荷,那么该核电厂会利用220kv的电网辅助变压器向厂内供电。如果常用的两台变压器有一台发生故障,那么厂用电将会通过电网辅助变压器进行供电。最后,就是如果机组由于保护动作而发生了跳机问题时,这会导致切换动作无法完成,这时需要主电网供电。如果一台常用的变压器发生故障不能运行时,核电厂可以使用辅助变压器代替该变压器进行运行,从而提供核电厂需要的电源,但是,现阶段,这种供电模式没有得到具体的实施,还需要继续推进。下面是该核电厂的用电、供电图,具体如下:

图 2台山核电厂的厂用电和供电图

二、提高核电厂用电供电效率,改进其供电用电方式的有效措施

2.1对大亚湾和岭澳核电站厂用电供电改进方案

通过上述的大亚湾和岭澳核电站用电和供电方式,其也存在一定的弊端,下面是具体的改进方案。首先,为了保证辅助变压器的安全运行,该核电厂需要改进其辅助变压器的容量,保证低压侧容量与高压厂用变压器相同,这样会增加LGE段的备用电源,从而保证核电厂正常的用电和供电。另外,该核电厂可以考虑使用2段公用母线,这两段母线分别负责该核电厂的备用段和电厂公用负荷的电源。同时,为了提供核电厂的供用电效率,很多核电厂都采取了快速切换的功能,这种用电切换模式会减少中间的耗费,实现快速的切换。目前,随着快速切换模式的广泛应用,该模式较为可靠,没有发生过一些重大事故。最后,就是备用电源可以设计两条线路进行供电,可以考虑将大亚湾核电站2台辅助变压器的电源接到岭澳核电站220kV变电站母线上,像1#、2#辅助变压器与母线连接一样,同时改变岭澳核电站220kV变电站2条进线运行方式从“1运行1备用”改为2条同时运行,这样会提高两个核电厂的供用电效率,提高核电厂供用电的安全性和可靠性。

2.2优化运行方式,实现台山核电厂厂用电供电的改进

在台山核电厂的用电供电过程中,其设计方式较为灵活,使用了快速切换等模式进行供电,这是它的一大优点。但是,随着它的实施,却发现该核电厂的运行方式还有待改进,下面是具体的优化措施。首先,就台山核电EPR机组的供电方式来说,它可以运行辅助变压器代替该厂用变压器运行,这种方式将会使用在厂用变压器发生故障时,这会保证核电厂的用电。一旦变压器故障解决后,核电厂可以采用快速转化的模式,继续利用高压厂用变压器供电,从而可以继续保证机组的安全运行。另外,如果两台厂用变压器发生故障,需要进行维修时,则允许2台辅助变压器代替该厂用变压器运行,直到故障消除,这样可以保证在故障时间内,核电站的供用电正常,避免由于设备发生故障而带来的不能正常生产运行的问题,这会提高核电厂的用电和供电效率。

三、结束语

总而言之,近年来,随着人们环保意识的提升,人们都在寻找新能源。而核能作为一种低污染的能源,受到了人们的重视,其也逐渐得到了开发。但是,如果核电站发生问题,那么将会影响重大,为此,在核电厂运行过程中,为了保证其安全,核电厂必须要在兼顾经济效率、保证可靠性的前提下,对其用电和供电方式进行一定程度的改进,从而提高核电站的运行效率,保证核电厂的正常用电和供电。

参考文献:

[1]鲁金枝,方福春.核电厂厂用公用负荷供电方式的可靠性分析[J].电气时代,2016(8)

[2]张庆丁,高建喜.某核电厂施工用电系统供电模式改造方案浅析[J].科技视界,2017(4)

论文作者:杜明雨

论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/3

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