某核电机组柴油发电机组改为月度并网试验的逻辑功能实现分析

胡鑫 姜博文

中国核电工程有限公司

1 背景

设计上考虑将某核电机组应急和备用柴油发电机组（EMP/Q、EMS）的月度低功率试验改为月度并网试验，以此来完全满足EJ/T 625-2004《核电厂备用电源用柴油发电机准则》中有关定期试验的要求，即“每台柴油发电机组每31d应至少进行一次启动和加载试验（慢启动和带负载试验）；带负载试验用相当于柴油发电机组持续额定功率90%~100%的负载运行不少于1h直到达到温度平衡以证明机组的带负载运行能力，该试验可通过使发电机与厂外电源同步来完成”。下面将针对因此修改可能带来的中压供电系统和柴油发电机系统逻辑功能实现的影响进行分析。

2 影响分析

柴油发电机组改为月度并网试验后，需要深入分析机组并网试验期间当发生应急事件（外电网失电、安全壳注入和安全壳压力高-高）时，机组退出试验模式并立即转入应急模式等一系列动作如何在逻辑功能上进行实现。下面将根据不同工况下柴油发电机组由试验模式转入应急模式的逻辑功能实现进行梳理分析，以A列为例。

2.1 工况一：柴油发电机组并网试验期间发生外电网失电

事件发生前提：应急中压母线EMA上的正常电源进线断路器EMA001JA和柴油发电机组进线断路器EMA002/003JA均处于合闸位置，柴油发电机组与电网并列运行进行定期带载试验。

2.1.1 逻辑实现过程分析

当发生主电源丧失即ESA母线失压时， 在ESB母线上主辅电源慢切期间（5s左右），ESB进线开关001JA和102JA均处于分闸位置，此时将触发EMA上001JA自动跳闸指令和同期位置时的卸载指令。

同期位置时的卸载指令会触发应急工况下的卸载指令，使柴油发电机组按照加载程序进行带载。

与此同时，当外电网失电后，即应急中压母线EMA上游母线ESB电压低于70%持续0.9s后，将触发柴油发电机组起动确认指令。

触发主控室EDG/DG起动指令。

触发柴油发电机组应急起动记忆信号。该信号将使柴油发电机组自动转入到应急模式，即常规保护被屏蔽、调速和励磁方式转入应急模式。

至此，柴油发电机组成功转入应急模式带载运行。

2.1.2 小结

柴油发电机组并网试验期间发生外电网失电时，将自动跳开LHA上的正常电源进线断路器001JA，且柴油发电机组能够自动转入到应急模式下带载应急负荷。本项目柴油发电机系统相关的逻辑功能设计能够确保此工况下应急功能的实现。

2.2 工况二：柴油发电机组并网试验期间发生安注、安喷事件

事件发生前提：应急中压母线EMA上的正常电源进线断路器001JA和柴油发电机组进线断路器002/003JA均处于合闸位置，柴油发电机组与电网并列运行进行定期带载试验。

2.2.1 逻辑实现过程分析

在柴油发电机组目前的定期试验规程中，由于并网试验只在换料大修期间进行，在此期间不会发生安注、安喷事件，因此目前的柴油发电机系统相关的逻辑功能设计并未考虑此种工况。

按照目前的逻辑功能设计，在柴油发电机组并网期间，当收到安注、安喷信号时，EMA上的001JA和002JA不会动作而仍保持合闸位置，柴油发电机组继续并网运行。然而，此时的安注、安喷信号会触发主控室EDG/DG起动指令，进而触发柴油发电机组应急起动记忆信号，机组转入应急供电模式。

当柴油发电机组由试验模式转入应急供电模式时，其频率调节方式将由有差调节切换为无差调节，励磁方式由恒功率因数模式切换为恒电压模式，此时由于与电网并列运行，切换后将会造成柴油发电机组功率大幅波动，影响机组安全运行。因此，此时需要及时将柴油发电机组与电网断开连接，将机组恢复为应急后备状态。此逻辑功能修改建议见图一中云线标识。

图一 逻辑修改示意图

2.2.2 小结

通过对某核电机组中压供电系统逻辑的适当修改，能够解决柴油发电机组并网试验期间收到安注、安喷信号后，需要将机组及时与电网解列的功能实现问题。柴油发电机组解列后将恢复到应急后备状态，确保了中压供电系统的应急功能。

3 总结

本报告通过对柴油发电机组月度并网试验期间可能出现的应急工况及后续需执行的功能进行了逐一分析，结论认为某核电机组柴油发电机组由月度低功率试验改为月度并网试验在系统逻辑设计上是可行的，且只需要对应急中压供电系统中断路器跳闸逻辑进行一定的修改即可实现。然而，相关新增逻辑应在F-SC1级DCS系统中实现，以确保当应急事件发生后相关动作能够安全、可靠地执行