核电厂主泵供电设计探讨

张宇东

摘  要：随着社会经济的不断发展，环境污染问题越来越严重，环保已经成为我国现阶段各领域发展的首要前提。核电厂具有运行成本低和排放量低的优点，在我国可持续发展的发展理念下，应该受到我们的高度重视。本文就已有的理论知识基础结合核电厂的实际例子对核电厂主泵供电设计进行研讨研究，提出合理的意见和建议，希望可以为核电厂今后的发展提供一定的帮助，促进我国经济的增长和环保事业的发展，使人们的生活水平更高。

关键词：主泵;核电厂;屏蔽电机;供电回路

核电厂的主泵作为核电厂供电线路中的主要部件，直接影响到供电长的安全性能和经济效益。我们在进行主泵的设计工作时，需要先对设计的实际需求进行深入研究，根据设计的需求进行主泵线路的设计。有的核电厂为了减少运行中可能出现的泄露情况选用了屏蔽电机主泵，这种主泵因为缺少主泵的轴封，可以有效对减少泄露的情况，使核电厂的运行安全大大提升，为了满足这种设计方式，对于主泵的功能需要根据变频器进行完成。

1 屏蔽电机主泵供电回路结构

在核电厂的屏蔽电机主泵正常运行的时候。总共可以发出两种情况的电能，一种是为了保证电厂运行所需的电量，主要是通过电厂的升压器进行处理。另一种则是供给外部的电网，这种使通过升压器进行处理的。我们通过不同的中压母线为每一台主泵电机进行供电，保证可以承担每台主泵电机的功率，使供电的稳定性和安全性大大增加。即使出现失电的情况，也不会对核电厂的安全性能造成影响，所以我们通常状况下使用中压母线进行主泵电机的供电运行。

我们对某核电厂作为实际研究例子，我们以一个工作机组为例子进行研究，该机组总用有四台屏蔽电机主泵，两个屏蔽电机主泵供应一个蒸汽发电器。在该供电回路运行时，主发电机发出的电能可以通过主升压变压器进行处理输送到外电网外，还可以通过主升压变压器输送到厂用变压处理后供给中压母线。

2 主泵供电回路断路器设置和布置原则

我们在进行供电回路的断电器设置和布置时，首先需要考虑主泵的实际位置，考虑供电线路的整个回路所经过的实际区域。根据需要进行设计区域的安全性能和设计需求进行断路器的设置和布置。主泵一般设置在核岛的安全壳内，中压母线则设置在常规岛内部，需要设置一个电气的设备间用于中压母线给主泵的供电用。因为变频器体积较大等原因，变频器不需要放置在核岛内，可以在常规岛的区域设计一个专门的变频器安装区域。

為了保证设计及运行的安全，需要设置合理的断路器对主泵运行的安全进行保证，可以在出现意外事故的时候及时对主泵运行进行切断，本文的选取一个1E级别的断路器。为保证一个序列1E级电源的丧失不会影响1E级断路器执行其安全功能，每台主泵供电回路需有2台1E级断路器串联（CB2、CB3），这2台1E级断路器的1E级控制电源来自不同序列的1E级供电电源。由于不同安全序列之间需满足电气隔离和实体分隔的要求，因此每台主泵的2台1E级断路器需布置在不同的房间。4台主泵供电回路的CB2断路器由同一序列的1E级控制电源供电，CB3由另一序列的1E级控制电源供电，因此所有CB2断路器可布置在同一个房间，而所有CB3布置在另外一个房间。以CB2断路器为例，几台主泵的CB2断路器布置。

3 主泵控制要求

主泵供电回路中的常规岛馈线断路器CB1分、合闸命令由电厂控制系统发出，同时断路器的状态反馈信号也送至电厂控制系统。变频器的正常运行控制由电厂控制系统通过现场总线实现，电厂控制系统通过现场总线向变频器送出断路器合闸、起动、变频器预充充电、变频器开启、变频器停止等控制信号，并通过现场总线将主泵起动时的转速要求信号送至变频器，实现对主泵的起动过程控制。对于常规岛的馈线断路器CB1，为满足多样化控制的要求，另外有一路来自电厂多样化驱动系统的分闸控制命令，用于在必要时分断主泵电机的供电回路，作为保护和安全监测系统分断主泵供电回路的重要补充。对于核岛内的2台1E级断路（CB2、CB3），由于需要执行1E级的分断功能，因此相应的断路器分、合闸命令需由保护和安全监测系统发出。

4 主泵的启动要求

我们在所有设计工作结束后，要根据系统的实际设计和主泵的本身特性就行研究分析，采取合适的启动技术，本文使用的是变频器启动。我们首先将主泵进行反转的操作，经过一段时间后达到0转速后，在进行起动，我们可以将反转产生的能力用到电网上，使能源的使用率达到最高。我们在进行实际操作时，要对主泵的速度进行时刻监督，保证只有在达到轴承持续运行最低转速时候才能进行后续的操作，否则会使整个操作的无效化。我们通过对电厂真个控制系统进行相应的操作来控制变频的起动。我们可以通过增加频率的变化率减少了运行的时间，对轴承持续运行最低转速进行控制。一帮情况下，主泵在运转的5s内可以达到轴承持续运行最低转速，如果没有在规定时间内达标，则立刻停止对主轴的运行，否则可能出现主轴损坏的现象发生。我们在对主泵的起动试验结束后，需要按照相应的要求设置主泵的运行功率，在后续运行时保持相同的运行功率。

5 主泵供电回路1E级断路器电气保护设计

因为断路器对每台设备的保护设计都不相同，所以我们在进行供电回路的安全设置也不一样。

（1）位于常规岛的CB1断路器所接的负载为变频器，因此线路保护设置过流保护、速断保护和单相接地保护。（2）由于失去正常电源和优先电源时需切换到备用变供电，因此母线失电的低电压信号会导致CB1断路器跳闸。对于变频器，CB1断路器可实现输入电路的保护，因此根据相应的标准和规范并结合系统的控制和保护要求，变频器可设置输入过电压保护、欠电压保护、输出瞬态过电压保护、输出过电流保护、输出短路保护和电机超速保护。（3）串联连接的2台1E级断路器的负荷是主泵屏蔽电机，而该电机为三相异步电机，根据相关的设计手册和IEEE标准，电机需设置过电流保护、速断保护、堵转保护、不平衡电流保护、不平衡电压保护、低电压保护等。

6 结束语

使用核电厂进行发电供电有着成本较低和排放量较小的优点，适合我国可持续发展的发展理念，需要我们的大力发展和高度重视，通过对核电厂的合理使用，可以有效降低电厂的运行成本，还可以使我国的环境污染情况有所缓解。本文中的主泵选用了无轴封的结构形式，可以有效减少泄露的情况，大大提高了核电厂的安全性能。本文通过对核电厂主泵供电回路的设计探讨，希望可以为我国核电厂今后的发展提供帮助，促进我国发电行业的发展与进步。

参考文献

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