核电厂电气系统-核电厂厂用电
核电厂电气部分
核电厂电气部分1. 引言核电厂作为一种重要的清洁能源发电方式，其电气部分起着至关重要的作用。
本文将从核电厂电气系统的概述、主要设备以及运行管理等方面进行介绍。
2. 核电厂电气系统概述核电厂电气系统主要由发电机组、变压器、低压电气设备等组成。
其主要功能是将核能转化为电能，并将电能输送到电网中。
电气系统的稳定性和安全性直接影响着核电厂的正常运行。
3. 主要设备3.1 发电机组发电机组是核电厂电气系统的核心设备，其通过转动机组中的发电机使其产生电能。
发电机组通常由转子、定子、励磁系统等组成。
在核电厂中，通常采用汽轮机驱动的发电机组，其输出功率可以达到数百兆瓦。
3.2 变压器变压器在核电厂电气系统中起到电能变换的作用。
它将发电机组产生的高压电能转换为适宜输送的中低压电能，然后将其送入电网。
变压器通常分为主变压器和辅助变压器两种类型。
3.3 低压电气设备低压电气设备主要包括开关设备、保护装置和电动机等。
这些设备主要用于核电厂电气系统的控制和保护功能。
其中，开关设备用于电气系统的分、合操作；保护装置用于监测电气系统的运行状态，并在发生异常情况时进行相应的保护措施；电动机用于驱动核电厂各种设备的运行。
4. 运行管理核电厂电气部分的运行管理十分重要，对保证核电厂的安全稳定运行起着至关重要的作用。
以下是一些运行管理方面的注意事项：•定期检修：定期对核电厂电气设备进行检修和维护，确保其正常运行。
特别是对发电机组、变压器等关键设备，需要进行定期的绝缘测试和设备更换。
•运行监测：通过对核电厂电气设备的运行参数进行实时监测，并及时发现异常情况。
对于电气系统中可能发生的故障，需要建立详细的报警机制和应急预案，以便能够及时处理。
•人员培训：对核电厂电气系统操作和维护人员进行全面的培训，提高其技能水平，以确保他们能够熟练操作电气设备，并妥当应对可能发生的突发情况。
5. 安全措施核电厂电气部分的安全措施是保证核电厂运行安全的基础。
核电厂电气系统-电力系统
课程:电气运行
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
电气运行
•
• 一、电力系统有功功率平衡和频率调整 • 二、电力系统的无功平衡和电压调整 • 三、电力系统的稳定性
电气运行
第一节 电力有功功率平衡和频率调整
• 一、概述
•
1 ．电力系统频率变化对电能用户的影响
• （1）频率变化将引起电动机转速变化，从而影响产品的质量。如纺 织、造纸等工业生产中将因频率变化而出现残次品。 • （2）电动机输出的有功功率与系统频率有关。系统频率降低该就会 使电动机的有功功率降低，进而影响所传动机械的出力，降低生产率， 如机械工业中大量的机床设备。 • （3）近代工业、国防和科学研究部门广泛使用电子设备。系统频率 的不稳定会影响电子设备的工作特性，降低准确度，造成误差。频率 过低时，雷达、电子计算机等重要设施将无法运行。
电气运行
电气运行
• 四、频率的二次调整过程
电气运行
• 五、电力系统的频率调整原则
•
在电力系统中，各发电机组所带负荷的多 少，是由系统调度员按系统的经济运行方案事先 编制好的发电计划所决定的。当系统的频率因系 统负荷的变化而变化时，一般情况下，发电厂值 长未经调度员允许是不得随意采用增减负荷的方 法来调频的。因为这样做不仅不能使系统迅速平 稳地恢复到额定频率，反而会引起系统的紊乱和 破坏经济运行。因此，调整频率就是发电厂之间 或各发电厂中的各机组之间的有功功率按合理的、 经济的预定方案进行分配的问题。
电Hale Waihona Puke 运行•在大型电力系统中，调频过程很复杂。为 了避免在调频过程中出现过调或频率较长时间 不能稳定的现象，调频工作必须进行分工和分 级调整。全系统由具有调频能力的发电机组都 参加进行一次调频，然后由1-2个电厂承担二次 调频，称其为主调频电厂，以负责全系统的二 次调频工作。另外再选少数几个电厂作为辅助 调频厂，它们只在电力系统频率偏移超过某一 规定的范围时才参加调频。而非调频电厂在电 力系统正常运行情况下，则按预定的日发电计 划发电。
核电厂的电气主接线及厂用电
核电厂的电气主接线及厂用电1. 引言核电厂作为现代社会的重要能源供应者，其电气主接线及厂用电系统起着至关重要的作用。
本文将从核电厂电气主接线和厂用电两个方面进行介绍，重点讨论其功能和关键设计因素。
2. 核电厂电气主接线核电厂的电气主接线是将发电机产生的电能传输到整个厂区各个设备和部门的关键系统。
其设计需要考虑以下几个主要因素：2.1 高可靠性和安全性作为关键能源供应系统，核电厂的电气主接线必须具备高可靠性和安全性。
这意味着系统需要具备双重或多重供电路径，以防止电力中断。
此外，应采用可靠的保护设备和自动开关装置，确保在故障发生时能够快速切换电源，并保护设备免受损坏。
2.2 抗干扰和电磁兼容性核电厂的电气主接线需要具备较高的抗干扰性能，以应对来自外界的干扰和电磁波。
这要求系统采用合适的屏蔽和滤波措施，以确保电能传输的稳定性和可靠性。
2.3 低损耗和高效率为了提高核电厂的能源利用效率，电气主接线应尽量降低能量损耗。
这要求系统采用低电阻率的导线和合理的电缆布线方式，以减少能量损耗和电压降低。
此外，应合理控制电气设备的运行负荷，以提高系统的整体效率。
3. 核电厂的厂用电系统核电厂的厂用电系统是指供应核电厂自身设备和工艺所需的电能系统。
其设计需要考虑以下几个主要因素：3.1 合理布局和分区核电厂的厂用电系统应根据各部门和设备的电能需求进行合理布局和分区。
这样可以减少电气设备之间的干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
3.2 适当容量和备用能力厂用电系统应根据核电厂设备的工作特点和负荷需求，合理确定电能的容量。
此外，还应考虑到备用能力的需求，以应对设备故障和维修期间的临时电能需求。
3.3 健康监测和维护核电厂的厂用电系统需要进行定期的健康监测和维护，以确保系统的稳定性和可靠性。
这包括定期检查电气设备的工作状态、测量电气参数，并进行必要的维护和修复工作。
4. 总结核电厂的电气主接线和厂用电系统是核电厂正常运行的重要组成部分。
核电厂的电气主接线及厂用电
大多数负荷是泵,其次为电加热元件和送排风 机
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厂用电负荷
• 一回路主系统主要负荷:主泵和电加热器 • 一回路辅助系统主要负荷
化学和容积(化容)控制系统负荷:两台离心式上充泵(数百千瓦)两台往 复式上充泵(数十千瓦) 安全注入系统负荷：高压注入泵４台（ (数百千瓦)；低压注入泵２台 （ (数百千瓦) 安全喷淋系统负荷 停堆冷却系统负荷 安全壳隔离系统电源负荷 安全壳空气净化系统电源负荷 设备冷却水系统负荷
障时台，断只有路与器故接障母至线一相组连的母母线线，断路两器个跳回闸
• 3.典型操作 ，的不情路影况间响下任，有何停一回电台路回供路断电数路。不器在会事超联故过络与两，检回修。形相成重一合 (响•2)，运4串相使行.，连运适调行度每，用调灵回而度活范进同十。分任出一围灵何线串活一都的。回路与两停两条送台进电时断出互路线不器共影
330～500kV的配电装置中。
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一、双母线接线
• 41..典接型线操特作点: I母两线组运母行线转通检过修母操联作断路器连接；每一条
• 2.优缺点分析 21，））L确取合，正合合取，2正认下上、常上上下常005L运母00运4QQ21Q、行Q联FF行QF在操S6方操断S方，Q和合作式作路式F断0引母闸电接：电器：2开运源出线QII源0两母I5母QS行 保1保线隔组线，F线Q， 险险，母为和离S。，线工电开并作源关联母支分运线路别行，，Ⅱ都接L母经至1线、一两为L台组3备、断母用5Q母路线F线器上接。I与。母两线 组
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工作I段
工作 Ⅱ段 公用 I段
公用 Ⅱ段
6KV安全 I段
核电厂电气系统-直流系统及不停电电源、事故保安电源
电气运行
第三节 事故保安电源
• 一、柴油发电机组的特点
• ( 1 ）柴油发电机组的运行不受电力系统运行的 影响，是独立的可靠电源。它起动迅速，能满足 发电厂中允许短时间断电的交流事故保安负荷的 要求。 • ( 2 ）柴油发电机组可长期运行，满足长时间事 故停电的供电要求。 • ( 3 ）柴油发电机结构紧凑，辅助设备较为简单， 热效率较高，因此经济性较好。
电气运行
• 二、蓄电池原理
•
发电厂的蓄电池组，是由许多个蓄电池相互 串联组成的，串联的个数取决于直流系统的工作 电压。常用的蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池 两种。
• 酸性蓄电池工作原理： •
电气运行
•
电气运行
• 三、充电设备 • 蓄电池只能用直流电源来充电，发电厂厂用电是交流 电。需要使用将交流电变为直流电的设备对蓄电池充电， 即整流设备，如硅整流器等。 目前，广泛采用硅整流器 作为直流电源蓄电池的充电设备。
电气运行
• 四、蓄电池和充电设备的运行 • （一）运行方式
电气运行
• 蓄电池组的运行方式有两种方式：一种是充放电方式，一 种是浮充电方式。 • （1）充放电方式：蓄电池经常接在直流母线上供负荷用 电，充电机组则断开。在充电时，起动充电机组，一方面 向蓄电池充电补充能量的储存（充电每两天进行一次）； 另一方面供经常性负荷用电。 • （2）浮充电方式：用浮充电机组、硅整流器或晶闸管整 流器作为浮充电源，浮充源与蓄电池并列运行于直流母线 上。浮充电源一方面供经常性的直流负荷用电，另一方面 以很小的电流向蓄电池充电，以补偿蓄电池自放电的损耗。 • 一般以采用浮充电的方式居多。
电气运行
• 其主要作用是为如下负荷提供直流电源： • (l）控制室及就地操作的主配电装置、厂用配电 装置的控制、信号回路，以及各级配电装置的断 路器控制回路等。 • (2）直流控制的各级厂用电动机的控制、信号回 路。 • (3）汽轮机、给水泵的直流润滑油泵及发电机直 流氢冷密封油泵的电动机。 • (4）事故照明网络。 • (5）继电保护及自动装置。 • (6）其他直流用电设备，如 UPS 、通信备用电源、
核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍
核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍摘要:本文以方家山核电项目作为参考,描述了核电厂中电气直流和交流不间断电源(UPS)系统的结构组成和系统运行,同时讲述了直流系统主要设备——蓄电池、充电器和直流配电柜以及交流不间断电源(UPS)系统主要设备——逆变器的功能特性。
同时对主要设备的调试内容做了介绍,从而确保核电厂安全、可靠、稳定运行。
关键词:直流系统、交流不间断电源(UPS)系统、充电器、逆变器核电厂的直流系统作为操作电源,是断路器的分闸、合闸回路,继电保护装置的操作回路、控制回路、信号回路和保护回路的工作电源,是核电厂厂用电系统的最重要组成部分。
220V交流不间断电源(UPS)系统是核电厂计算机、通信系统以及安全保护重要设备必需的一种不间断、高可靠、高性能的电源。
直流系统和交流不间断电源(UPS)系统对保证核反应堆的安全运行有着至关重要的作用,为了满足单一故障准则,核安全级的直流和交流不间断电源系统需要冗余,电气上隔离,实体上分隔。
1直流和UPS系统的运行1.1直流系统的运行方式在核电厂中,直流系统的电压可以分为24V、48V、110V和220V四种等级,其中某些系统为核安全级,对其中的设备有严格要求,必须按照RCC-E标准进行设计制造和试验。
方家山核电工程的直流系统接线方式采用单母线分段形式,包括两台充电器和一组蓄电池,母联开关将母线分为A和B两段,A段母线上连接有一台充电器、一组蓄电池和蓄电池试验回路;B段母线连接有另一台充电器、微机绝缘监测仪以及馈线回路。
正常运行时,由B段母线上的充电器向直流负荷供电,同时向蓄电池组浮充电,该充电器能提供最大持续负荷电流,同时维持蓄电池组端电压不变。
当运行的该台充电器发生故障时,就地手动切换到A段母线上的充电器,切换期间由蓄电池组为负荷进行供电,为了提高供电的可靠性,两台充电器允许并联运行,中间不设机械闭锁。
两台充电器的上游进线电源取自不同的380V母线段。
某核电站厂用电系统结构分析
某核电站厂用电系统结构分析摘要：某核电厂用电系统分为安全相关电源和非安全相关电源。
由于采用了非能动的专设安全设计理念，在严重事故情况下，极大减少了对能动设备的依赖。
本文从可靠性设计角度对其结构进行分析。
关键词：厂用电可靠性结构设计某核电厂厂用电系统主要任务是提供电力生产机械所需电能并保证环境、人身和设备安全。
该系统设计为非安全相关交流电气设备，为核岛电气设备、常规岛电气设备与BOP电气设备供电。
与传统的压水堆核电厂相比，该核电厂采用了非能动的设计理念，可以不通过能动设备来保证核安全，核电厂的备用柴油发电机降为非1E级设备，不执行任何安全相关功能，应急运行时仅对具有纵深防御功能的负载供电。
该厂用电系统分为：核岛辅助电气系统、常规岛辅助电气系统、BOP辅助电气系统。
从可靠性设计角度对厂用电的系统结构进行简要分析，如下：一、厂用电接线设计要素：该厂用电系统设计主要考虑以下要素：●负荷分类及系统分级（核安全级、纵深防御、投资保护、机组运行）●电源引接（启动、工作、后备、应急、检修等）●电压等级的确定●接线形式（通常采用单母线分段接线形式）●运行方式与短路电流限制●配电变压器型式、数量、容量●厂用电动机选择●电动机自启动校验二、厂用电气系统电源该厂用电系统电源为支持电厂所有运行模式的电源，包括：●维系自持运行的机组电源（主发电系统）；●电力输出侧电网的反馈电源（500KV系统）；●用于启停、检修和后备的厂外备用电源（220KV系统）；●保安负荷（投资保护和人员安全）备用电源（备用柴油发电机组）；●应急停堆和保持安全停堆所需安全级备用电源（能动电厂，应急柴油发电机组）或非安全备用电源（非能动电厂，备用柴油发电机组）；●用于电厂控制、应急照明、电厂通讯、反应堆保护、事故监测等的1E级和非1E级蓄电池组、逆变器及其配电装置。
三、厂用电系统结构及分析厂用电设备均布置在专用厂房，按负荷（包括负荷组合）性质和冗余通道而分段，基于运行电压等级和供电优先度级别而分层。
核电厂厂用电系统设计准则
核电厂厂用电系统设计准则一、引言核电厂是一种高度复杂的工业设施，其厂用电系统的设计至关重要。
厂用电系统不仅需要满足核电厂运行的基本需求，还需要保证电力的稳定供应，以确保核电厂的安全运行。
本文将介绍核电厂厂用电系统设计的准则，以确保系统的可靠性和安全性。
二、分析核电厂厂用电需求核电厂的厂用电需求主要包括设备的运行、控制系统、照明和通信等。
在设计过程中，需要充分考虑各项需求，并根据核电厂的特点进行合理的规划和配置。
1. 设备运行电力需求核电厂的设备运行对电力的稳定供应有着极高的要求。
在设计过程中，需要预估设备运行的电力需求，并确保系统的供电能够满足这些需求。
同时，还需要考虑设备的启动和停机对电力系统的影响，并采取相应的措施进行调节和保护。
2. 控制系统电力需求核电厂的控制系统是保证核反应堆安全运行的关键。
在设计过程中，需要确保控制系统的电力供应稳定可靠，并采取相应的备份和冗余措施，以应对可能发生的故障和事故。
3. 照明和通信电力需求核电厂的照明和通信系统对操作人员的安全和工作效率有着重要影响。
在设计过程中，需要合理规划照明和通信设施的布置，并确保其电力供应的可靠性和稳定性。
三、核电厂厂用电系统设计准则在核电厂厂用电系统的设计中，需要遵循以下准则，以保证系统的可靠性和安全性。
1. 多元化电源核电厂厂用电系统应采用多元化电源，包括主电源和备用电源。
主电源应具备足够的供电能力，备用电源应具备快速启动和切换的能力，以应对可能发生的故障和事故。
2. 电力负荷管理核电厂厂用电系统的电力负荷需要进行合理的管理和控制。
通过对负荷进行监测和调节，可以有效避免负荷过大或过小导致的电力供应不稳定和设备故障。
3. 电力传输和配电系统核电厂厂用电系统的电力传输和配电系统需要具备足够的容量和可靠性。
在设计过程中，需要合理规划电力传输线路和配电设施的布置，并采取相应的保护和调节措施，以确保电力的稳定供应。
4. 电气安全设施核电厂厂用电系统的电气安全设施是确保系统运行安全的重要组成部分。
核电厂厂用电系统设计准则
核电厂厂用电系统设计准则1. 引言1.1 引言核电厂是一种重要的能源生产设施，其正常运行对于保障国家能源安全和经济发展具有至关重要的意义。
而核电厂的正常运行离不开厂用电系统的良好设计和可靠运行。
设计一个合理的核电厂厂用电系统不仅需要考虑安全、可靠和经济性等方面的要求，还需要满足电力系统设备的特殊要求和工作环境的特殊条件。
在设计核电厂厂用电系统时，首先需要明确设计目标，即明确电力系统要满足哪些功能和运行要求。
需要进行电气负荷计算，确定核电厂的用电负荷特性，从而确定电气设备的规格和容量。
接着，进行电气一次接线图设计，合理布置电气设备和线路，确保设备之间的连接正常、合理。
并且设计电气保护系统，确保核电厂厂用电系统在异常条件下能够及时、准确地进行保护动作。
要进行电气设备选型，选择符合要求的设备，保证其在核电厂的特殊工作环境下能够可靠运行。
设计一个合理的核电厂厂用电系统需要综合考虑安全、可靠性、经济性和适用性等多方面因素，确保核电厂厂用电系统能够稳定运行，为核电厂的正常运行提供可靠的电力支持。
【2000字】2. 正文2.1 设计目标设计目标是核电厂厂用电系统设计的基础和核心，其主要目的是确保核电厂的安全、稳定、可靠运行。
在设计目标的制定过程中，需要考虑以下几个方面：设计目标应当明确电力系统的基本要求，包括电压、频率、负载特性等方面的要求。
在核电厂的厂用电系统设计中，稳定的供电是基本要求，因此需要确保系统能够应对突发负荷变化、短路故障等情况，保证系统稳定运行。
设计目标应当考虑到系统的安全性。
核电厂是高危行业，任何电气故障都可能导致严重后果，因此在设计目标中应当充分考虑系统的防护性能，确保各种故障情况下能够及时、有效地保护设备和人员安全。
设计目标还应当包括系统的可靠性要求。
核电厂运行要求高可靠性，因此在设计目标中应当设置合理的备用方案、故障自动切换等措施，以确保系统在各种异常情况下仍能够正常运行。
设计目标还应当考虑到系统的经济性。
试论核电站中压厂用电系统运行
根据核电厂配电系统接地保护现行标准，只有电动机类馈线负荷功率超过一定数值，才考虑配置接地保护，导致大部分电动机负荷没有配置接地保护，需要通过相间短路保护对接地故障进行保护。然而，电动机类负荷因为要考虑躲过电动机启动电流的影响，相间短路保护设定值通常都比较大，相间短路保护灵敏度难以满足接地短路故障的需求。因此，用相间短路保护兼作接地短路保护，往往不能针对电动机接地故障进行快速切除，只能等到接地短路继续发展成相间接地短路，才能由相间短路保护切除故障，延长了保护的动作时间，使设备损害更加严重，同时，还可能导致上游降压变零序电流保护抢先动作，造成越级跳闸。
关键词：配电盘；接地保护；剩余电流；越级跳闸；配置优化
引言
根据国内某核电公司五年来的运行历史统计，由于设备管理不当导致的停堆停机事件占总事件的47%，设计制造和维修质量分别占23%和17%，以上三项合计，由于设备问题引起的停堆停机事件占到总事件的87%，人因和外部事件占13%。另外，根据统计，由于设备问题引起能力因子损失（因设备问题而引起停堆或安排小修）值平均在2%左右。由此可见，提高机组的安全性和可靠性，提高机组的能力因子，必须加强设备可靠性管理，在核电厂建设阶段做好设备可靠性管理的技术准备。
3核电厂运行的安全性问题
核能是一种新型的生态能源，它能够提供巨大的能量，对于推动我国发电行业的发展起到了巨大的促进作用。但核安全始终是人类需要密切关注的课题，纵观历史可知，迄今为止全球发生的压水堆、石墨堆、沸水堆等重大的核事故，给人类生存产生了严重的威胁，由此可见，切实保证核电厂运行的安全性十分必要。在实践过程中，必须要在生产过程中做好严格控制措施，尽量减少甚至避免核能泄漏、核废物等给人类健康、生态环境产生的灾难。而如何有效规避不稳定因素的出现，减少人类“恐核”事件的发生，就需要对核电厂运行的安全性问题进行科学评价，以此来更好地强化对安全性这一问题的认知，从而减少甚至消除核事故的出现。核电厂配电系统针对馈线接地故障配置的漏电保护采用剩余电流原理，剩余电流互感器是漏电保护的检测元件，它的主要功能是检测通过互感器铁芯的主回路剩余电流（触电、漏电等接地故障电流），并将一次回路的剩余电流变换成二次回路的输出电压。剩余电流互感器一次回路的励磁电流很小，处于在弱磁场条件下工作。核电厂配电系统的馈线主回路经常会受到几百安培至上千安培大启动电流或几万安培的短路电流冲击，剩余电流互感器性能不佳，易处于极端饱和状态，在这种情况下，剩余电流互感器会因冲击电流产生的剩磁影响动作特性，甚至造成漏电保护拒动。
核电厂的电气主接线及厂用电
路漫漫其悠远
核电厂的电气主接线及厂用电
升高压侧接线
• 升高压侧接线是指主变高压侧与进出线母 线主体的接线部分。
• 升高压侧接线由核电机组的数量、容量、 出线数目、电压等级等因素确定。
• 目前国内核电厂升高压侧接线方式 1 .双母线接线 2.一台半断路器接线
路漫漫其悠远
核电厂的电气主接线及厂用电
一台半断路器接线
路漫漫其悠远
核电厂的电气主接线及厂用电
核电厂厂用电系统
• 功能： – 核电站厂用电系统不仅保证反应堆在停堆、 启动、功率运行、维修、换料等正常工况下 向相关负荷提供合格的电能，并保证在预计 运行事件、事故工况期间和事故工况之后按 要求向安全系统本身和其它指定的安全重要 物项提供可靠的电源，以确保它们能够可靠 地执行其安全功能。
400KV
500KV
900MW
路漫漫其悠远
900MW G
900MW G
核电厂的电气主接线及厂用电
四、一个半断路器接线
• 1.接线特点 (•1)具2有.优高有度两缺的组供点母电可分线靠，析性每。当一母回线路发生经短一路故
障时台，断只有路与器故接障母至线一相组连的母母线线，断路两器个跳回闸
• 3.典型操作 ，的不情路影况间响下任，有何停一回电台路回供路断电数路。不器在会事超联故过络与两，检回修。形相成重一合 (响•2)，运4串相使行.，连运适调行度每，用调灵回而度活范进同十。分任出一围灵何线串活一都的。回路与两停两条送台进电时断出互路线不器共影
G
3#
2#G G
安全G Ⅱ段 G安全 Ⅲ段 G
Hale Waihona Puke 6KV安全 Ⅱ段4#G 安全 Ⅳ段
∽ ∽－ 直流GA段 Ａ
核电厂电气系统 特点 AP1000简介
BOP辅助 电气系统
照明、防雷 接地、通讯
等等
核电厂电气系统任务和结构 核电厂电气系统负荷
核电厂厂用（或辅助）电力负荷
机组运行负荷 永久性非安全负荷 安全相关负荷
对应热力回路数量以及多重或备 用设置要求，上述负荷多呈冗余 布置。
核电厂电气系统任务和结构 辅助电气系统分级
厂用电力负荷的核安全相关性质决定了核 电厂须设置1E级（安全级）和非1E级辅助 电气系统：
AP600：首次引入“非能动”概念 该概念在满足了ALWR URD的基础上，进一步简化设计、提
高安全性、降低投资，开辟了核电发展新径。非能动系统的应 用极大地减少了反应堆安全对安全支持系统及其抗震厂房的依 赖，使系统简化， 操作减少，进而安全性得到极大的提升。
AP1000 背景和特点介绍
概述
AP1000是对AP600的继承和发展
在AP600的设计概念基础上，应用ABB/CE 的System80+的某些技术，推出AP1000； 克服AP600容量小、比造价高两大弱点； 堆芯熔化概率3X1E-7/堆年，远低于URD 要求的1E-5/堆年； 设备等级降低，设备数量和所占用厂房 容积减少； 采用模块化建设和虚拟技术缩短工期， 降低财务风险。
升压变
降压变
机组
辅助电气系统
厂内直流电源
厂内 应急 交流 电源
核电厂电气系统任务和结构 辅助电气系统电源结构
500kV MT
G
开关站
220kV
DG ST
DG AT
N1E
1E
核电厂电气系统任务和结构 辅助电气系统结构
厂内应
机组
急电源
PC
MMCMCCCCC
蓄电池 电源
核电站装置与电气系统
40.7
39 38.2 37.4 33.8 33.0 32.1 30.6
阿根廷
南非 荷兰 墨西哥 印度 巴基斯坦 巴西 中国
7.3
6.6 4.0 3.9 3.1 1.7 1.4 1.6
3 我国核能现状与发展前景
发展核电是我国的基本方针
我国一次能源分布极不均匀，70%的煤炭资源分布在西北部地区， 水电资源主要分布在西南、西北地区。而经济发达的东南沿海地区， 煤炭资源仅占全国的1%，水电资源不足6%。全国铁路运力的40%和 水运总量的1/3用于煤炭运输。 我国火电以燃煤为主，大量的煤炭燃烧带来了严重的环境污染问 题。 我国政府确定的电力建设基本方针是“优化火电结构，大力发 展水电，适当发展核电，因地制宜地发展多种新能源发展核电”。
核电在世界电力能源中占 17%（2000年）
化石燃料的日益枯竭和环境污染的日益严重，严重威 胁着人类社会的可持续发展。 开采300年左右。
矿物能源储藏量有限：石油能开采3040年；煤也只能 大量燃烧有机燃料所产生的二氧化碳、二氧化硫、氧化
亚氮和烟尘等物质给人们带来深为忧虑的环境影响问题。
教学方式：课堂讲授＋课堂讨论＋作业 考核方式：闭卷考试 课堂讨论方式：互问互答 （1）教师提出问题，同学回答 （2）同学提出问题，其他同学回答
［ 学习要点
1 系统的功用或作用 • 为什么设臵该系统？
］
• 该系统在核动力装臵中承担什么任务？ 2 系统的基本组成 • 系统中包括哪些主要设备？
• 各设备如何组成一个完整系统？
3 系统的运行原理 • 系统是如何实现其功能的？ • 系统基本运行与原理
［ 教材及参考书
• 教材
］
– 《核动力设备》，孙中宁主编，哈尔滨工程大学出版社， 2004.08 – 《核电厂电气原理与设备》，顾颖宾等编，原子能出版社，2010.12
核电厂电气部分
3、厂用供电要求
正常工况 异常工况 4、厂用电电压等级及标志
第一节 厂用电系统简介
§2-1-2 中压交流配电系统
1、厂用电设备类型
随机负荷
常备负荷 安全负荷 公用负荷
机组厂用设备
永久厂用设备 应急厂用设备 共用附属设备
第一节 厂用电系统简介
§2-1-2 中压交流配电系统
2、中压厂用电
1）中压厂用配电系统 2）中压厂用电母线的接线：单母线分段 随机母线 常备母线
第六节 主开关站和超高压配电装置
§1-6-3 超高压配电装臵 SF6全封闭组合式配电装 臵（GIS）
6、保护装臵 （1） 线路保护 a、第一主保护 大埔线 分相电流差动 光纤通道 东郊线 综合电流三相式差动，电力载波通道（PLC） b、第二主保护：高频闭锁距离保护 c、后备保护 RAZFE（BBC）距离保护（三段式相间距离保 护） d、线路距离开关内侧短路保护 e、远动跳闸方式 f、重合闸
第一节 广核电站主发电机系统简介
§1-1-2 §1-1-3 §1-1-4 §1-1-5 发电机主要参数 发电机定子冷却水系统(GST) 发电机氢气冷却水系统(GRH) 发电机密封水系统(GHE)
①氢侧 ②空气侧
第二节 发电机励磁系统和电压调节系统
§1-2-1 系统功能 §1-2-2 系统组成和描述
的功能重复配臵于两个独立通道中。
第七节 主发电机—变压器继电保护系统
§1-7-2 探测故障
来源于电厂内部的故障（直至主变压器高压侧） 来源于电厂外部的故障（主变压器高压侧开关以 外）
第七节 主发电机—变压器继电保护系统
§1-7-3 保护分级和分阶段
保护分三级 ： 第Ⅰ级：关闭主汽门，跳开主变高压侧开关，跳开6.6KV 母线断路器，灭磁 第Ⅱ级：功率降到LFPR动作后跳开发电机负荷开关（或 主变高压侧断路器），灭磁，关闭主汽门；
核电厂电气系统-电气主接线
QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则
送电操作： 先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL ，最后合断路器QF 停电操作： 先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB
图2-3
1 .不分段的单母线接线
（3）特点： 优点：简单、经济。 ①接线简单（设备少）、清晰、明了； ②布置、安装简单，配电装置建造费用低； ③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安 全、方便，母线故障的几率低； ④易扩建和采用成套式配电装置。 ⑤有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投 切与故障投切互不干扰，灵活方便。 缺点：不够灵活可靠。 ①主母线、母隔故障或检修，全厂停电； ②任一回路断路器检修，该回路停电。
路器或分段隔离开
关的接线 。
分段断 路器
图2-4
2.分段的单母线接线
（2）运行方式
母线并联运行：QF闭合运行
正常运行时：相当于不 分段的单母线接线。若电源 1停止供电，则电源2通过 QFd闭合向Ⅰ段母线供电， 不影响对负荷的供电，可靠 性高。
母线分裂运行：QF断开运行
正常运行时，相当于两个 不分段的单母线接线。若电源 1停止供电，Ⅰ段母线失压时， 可由自动重合闸装置自动合上 QFd，Ⅰ段母线恢复供电。 若Ⅰ段母线故障时，不影 响Ⅱ段，Ⅱ段母线继续供电 。
2.1.6 对电气主接线图的基本要求
1.保证供电可靠性和电能质量 2.应力求接线简单，运行灵活和操作方便 3.保证运行、维护和检修的安全和方便 4.应尽量降低投资，节约运行费用 5.满足扩建的要求，实现分期过渡
6.设备先进、经济合理
§2-2 电气主接线的基本形式 普通规律：
特殊情况下，各台G都有停机的可能，←各台G之间互 为备用；
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核电站电气系统
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
学习主要内容
第一章 概论
第二章 电气主接线
第三章 核电厂用电 第四章 互感器
第五章 成套配电装臵
第六章 短路电流分析计算 第七章 电气设备选择 第八章 控制室 第九章 核电厂的直流系统 第十章 电气信号监测及断路器控制回路 第十一章 电气设备的接地装臵 第十二章 同步发电机、变压器的运行及应急柴油发电机
• 380V IE 级电力系统：
• 本系统有 4 段母线， 380v 安全母线 I 段和II段， 由 6kv 安全母线I段分别通过 1 号和 2 号堆变供 电， 380v 安全母线III段和IV段由 6kv 安全母线 II段分别通过 3 号和4 号堆变供电。
• 由 380V 专设安全设施开关柜和配电屏馈电的设备 及由 380V 专设安全设施电动机控制屏供电的安全 重要电动机负载护用熔断器和热继电器构成的短路 和过载保护装等。
• (3)仪表和控制用电力系统
• 仪表和控制用电力系统向在短时或全部失去交流电源时仍 需工作的设备和系统提供可靠的220V交流电源。这些系统包括 反应堆紧急停堆系统以及某些其他非安全有关的负载，如电厂 计算机。 • 。
• (3)仪表和控制用电力系统
•
本系统设有四台单相逆变装臵，每一台逆变装 臵向每一个专设安全设施通道的 220V交流重要仪 表电源母线供给一个平稳的交流电源。 • 逆变装臵的输入是多重的：正常输入来自三相 50周波交流电（380V安全母线I-IV段），另有一个 备用 220V直流电源，由相应的专设安全设施通道 的220V直流母线供电（每一220V直流母线供给 2 台逆变装臵）。 如果一台逆变装臵退出运行，从 380V安全母线II段或IV段供电的一台380／220V自 动感应调压器将取代电力系统 ♦ 厂用变压器和启动变压器； ♦ 6kv 开关柜，工作母线I段和II段以及公用母线I段和 II段。 ♦ 6.3kV / 400v 堆用变压器（ 5 号， 6 号）、化水 变压器及工作变压器 ♦ 与 6kv工作母线 I 段和II段及与公用母线工段和II 段相连接的 380v 开关柜和配电屏。 ♦ 3 80v 电动机控制屏。
• (4)应急发电机组 • 厂用应急（ IE 级）交流电力系统的三台应急 柴油发电机组；每一个专设安全设施通道由一台机 组供电，第三台机组作为公用的检修备用。 • 1)在厂外电源失电时 • 应急柴油发电机组作为其各自的专设安全设 施通道的一个独立电源。在同时发生厂外电源全部 失电和失水事故时，每台应急柴油发电机组能有足 够的容量按要求的顺序启动和满足所有需要的专设 安全设施和紧急停堆负载的要求。即使2台应急柴 油发电机组中的一台起动不成功、所需要的专设安 全设施和其他安全有关负载的要求也能得到满足。
• 2）在事故情况下
• 应急柴油发电机组运行时不要求它同电网并 网或同其他应急柴油发电机组并联运行，应急柴油 发电机组用直流电动机启动。每一台应急柴油发电 机组具有启动蓄电池和充电装臵及一个启动控制系 统，不论是手动或自动它们都由相应的直流220v 母线供电，手动操作时，通过主控制盘上的一个按 钮或柴油机就地控制屏上的按钮来启动。装在就地 控制屏上的位臵（主控室-就地）的选择开关可用 来选择手动控制的位臵，它的位臵由主控室的指示 灯来指示。
概念：
• 基准事故： • 指设计中应考虑的一些极限情况与条件，常指一些设定的运 行事件及假设事故，与一些极限的外部事件（如地震、洪水）， 在设计中考虑基准事故发生的有针对性措施。
概念：
• IE 级电气设备： • 指用于反应堆紧急停堆、安全壳隔离、反应堆紧 急堆芯冷却和反应堆厂房排热以及其他主要用子防止 放射性物质大量向环境释放系统的电气设备——包括 电机、电器、电缆、蓄电池、充电器控制保护等各类 电气设备。 • 所有这些电气设备在发生故障时都可能会影响到 核电厂的核安全，因此安全级电气设备必须经过严格 的质量鉴定，并符合特殊的技术条件和安装要求。
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3 核电厂厂用电
3.1 核电厂厂用电力系统 3.2 核电厂厂用电负荷 3.3 核电厂厂用电运行
3.1 核电厂厂用电力系统
• 一、核电厂厂用电系统设计原则
• (1) 采用独立的双重电力及其配电系统，使得其中一路 电力及其配电系统故障不会波及到另一路，并使波及 到厂外电网的可能性降低到最低程度； • (2)在完全失去厂外电力以及厂内电力系统的任意通道 的情况下，仍有一个通道的电力及其配电系统能执行 安全停堆所需的安全功能； • (3)在电厂运行期间可对电气设备及其系统进行在役检 查； • (4)在发生设计基准事故时能承受的自然灾害的影响， 保证使执行电厂安全功能或维持安全停堆的主要设备 不失去电源。
• 6kV IE 级电力系统： • 6kV 安全母线有 3 个交流电源。 • 1)正常（第一个厂外）电源220kV电网通过启／备 变经公用用母线 6kv 安全（即专设安全设施）母 线I段和II段。 • 2)后备电源（第二厂外）。根据规定，此电源也从 220kV开关站引来，电力从工作母线I段通过6kV联 络开关直接送至公用母线I段和安全母线I段；相似 的安排也适用于6KV安全母线II段。 • 3)应急柴油发电机 1 号机组向6kV安全母线 I 段 供电、3号机组向6kV安全母线II段供电， 2 号作 为1号、 3 号柴油发电机的备用。
• ( 2 ）电厂 IE 级电力系统
• 1）应急柴油发电机组(1号、2号、3号） • 2) 6kV专设安全设施开关柜（安全母线 I 、 Ⅱ 段） • 3）堆用变压器（1号、2号、3号和4号） • 4) 380V专设安全设施开关柜和配电屏 （380V安全母线I、II、III和IV段） • 5) 380V电动机控制屏；
•
所有与安全系统有关的电气设备均采用 IE 级（称安全级）设备，应满足抗震要求。
3.1 核电厂厂用电力系统
• 一、核电厂厂用电力系统的组成
• 核电厂厂用电力系统由交流电力系统和直流电 为系统组成。 • 无论是交流电力系统还是直流电力系统又有非 IE级电力系统与IE级电力系统之分。
3.1 核电厂厂用电力系统