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AP1000首堆核电站220KV倒送电监视方案分析

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 引言
  220KV倒送电是核电厂建设过程中的一个重要里程碑节点,所谓的倒送电就是通过厂区辅助变压器,把电网的高压电变成厂内可用的中压电,从而满足核电厂建设施工和调试用电的需要。三门核电1号机组采用美国西屋电气公司AP1000型压水堆,是国家三代核电自主化依托项目,机组控制系统采用数字化仪控系统Ovation平台。三门核电1号机组作为世界首堆,设备商普遍缺乏新设备的制造经验,相关部件到厂时间出现了延误。而控制系统在设计、仪控机柜供货方面也出现了滞后,为了保证220KV倒送电节点的顺利完成,于是采用了永临结合(移动测试站MTS+永久仪控机柜)的方案,搭建了一套临时DCS监视系统,用来监视220KV倒送电期间辅助变压器以及电气系统受电过程。
  1、220KV倒送电简介
  1.1倒送电步骤
  三门核电一期项目ATP时间节点为2007-12-31,FCD时间节点为2009-03-31,倒送电里程碑时间为ATP+48,倒送电仅涉及220KV系统倒送电,不考虑500KV倒送电情况,受电过程主要分为两个阶段,第一阶段:220KV开关站送电和1号机组辅助变4A/4B及低压侧共箱母线送电。第二阶段:CI厂房内的四段中压母线及以下各段低压母线受电和NI厂房内的两端中压母线及以下各段低压母线受电。
  1.2倒送电涉及系统说明
  倒送电开始前,倒送电范围内的电气一次、二次设备安装调试结束,并经验收合格,具备倒送电条件,倒送电涉及的系统如下:
  1)ZBS系统:电网至220KV开关站以及220KV开关站的操作送电;2)ZAS系统:架空小母线、两台辅助变(RAT-4A、RAT-4B)及共箱母线的监视;3)ECS系统:CI和NI厂房内的6段10.5kV母线(ES-01、ES-02、ES-03、ES-04、ES-05、ES-06)及以下低压母线受电电的监视;4)EDS系统:为PLS系统以及开关柜所需的直流电源、交流电源,以及调试仪器、设备所需的工作电源。
  2、倒送电监控方案分析
  2.1临时方案背景介绍 根据三门核电1号机组一级进度计划以及当时DCS的实际设计情况,为保证倒送电的里程碑能按期实现,对倒送电相关的控制系统采取临时措施。通过与西屋公司协商,首批用于支持倒送电和早期工艺系统调试的33个仪控机柜分别通过空运和海运发至现场。空运的为12个机柜(支持倒送电)和4台MTS,海运的机柜为21个(支持其余早期工艺系统调试)。倒送电涉及的12个仪控机柜,其中4个DPU机柜布置附属厂房的计算机间,8个RIO机柜布置在核岛和常规岛厂房,由于厂房施工进度滞后,计算机间不满足DPU机柜的安装条件,因此采用了以MTS替代DPU机柜的“永临结合”的方案,启用正式的RIO机柜,在MTS#1内灌入临时的调试软件。RIO机柜为永久机柜,机柜安装、电缆端接等采用正式方案。MTS作为为临时设备,替代DPU机柜,电缆端接采用临时电缆,以便执行对倒送电的监控。
  2.2临时设备介绍 倒送电过程中采用的关键临时设备是移动测试站(mobile test station,MTS),移动测试站是Emerson公司生产的一个可移动的Ovation控制系统。移动测试站不仅仅是缩小的Ovation控制机柜而是一个缩小的Ovation系统,除了配置标准的Ovation控制机柜硬件,还配置有数据库服务器、交换机、媒体转换器、显示屏、键盘、鼠标等设备。移动测试站集Ovation机柜、操作员站和工程师站的功能于一身,并在服务器中安装有齐全的Ovation组态软件和应用软件。因此可以在MTS测试站的服务器上建立Ovation站点、配置I/O以及进行其它系统配置,以及建立控制逻辑图和工艺流程画面,并可以通过MTS执行标准的操作员监视功能。
  2.3临时监视系统介绍 用于支持三门核电1号机组倒送电的首批机柜共包含四台MTS,其中MTS#1位于附属厂房的计算机室(临时主控室),MTS#2位于辅助厂房,MTS#3位于汽机厂房,分别与各自厂房内的首批机柜连接,MTS#4机动备用。此外在计算机房还布置有1台EWS(Drop200)、3台OWS、1台打印机和1台根交换机,首批机柜与就地设备之间的电缆是永久电缆,首批机柜与MTS之间的电缆用的是Cat5e网线;MTS#2和MTS#3与Root Switch之间的电缆是光纤。每台测试小车中可以安装4条支线,其中A、B支线每条安装有4个标准I/O基座可容纳8个I/O卡件,C、D支线每条可容纳4-5个I/O卡件。I/O卡件作为控制器与现场仪表信号的接口,将仪表信号输入给Ovation控制器使用,并将控制器产生的信号输出到就地设备。此外MTS还配置有一对冗余的电源模块,为MTS 控制器、I/O卡件、现场仪表提供电源。在MTS发货前,每个MTS都下装有同样的Ovation软件配置。在本方案中第一批到货的设备不包含有服务器,同步到货的只有3台操作员站,因此将MTS#1配置成Drop200,作为软件服务器、数据库服务器、域名控制器和历史站。
  2.4软件组态 由于采用临时的DCS监视系统,其软件组态需要在MTS#1上进行,首先根据永久机柜的卡件布置在服务器上进行硬件组态,并在数据库中建立相关的测点,并完成报警、量程等信息的组态。画面组态使用服务器中安装的Graphic Builder软件创建倒送电监视画面。逻辑组态根据倒送电相关的技术规格书、P&ID等设计资料进行,完成组态后将逻辑下装到MTS内的Ovation控制器中,并进行必要的试验和测试。
  3、对倒送电实施监视
  2012年3月23日11时,三门核电一期工程1号机组倒送电里程碑节点顺利完成,使三门核电1号机组获得了可靠的厂外备用电源,为后续系统调试提供了可靠电源,并为机组并网发电提供了有力保障。在倒送电过程中,操作人员通过临时DCS监视系统,对相关电气开关以及辅助变压器的相关功率、电流、油位、绕组温度等测点进行连续性监视,及时发现倒送电过程中的各种报警和异常情况。结果证明,使用永临结合的临时DCS监视系统对倒送电过程的监视是成功的。
  4、结束语
  220KV倒送电是核电工程建设的一个重大里程碑节点,同时也是比较靠前的工程节点,这时往往正式仪控系统还未投用。在三门核电1号机组倒送电过程中,通过搭建以MTS为核心的临时监视系统,采用永临结合的技术方案,对220KV倒送电全过程进行监视,确保了倒送电节点的顺利完成。该方案具有很强的实用性,后续AP1000机组可以借鉴。 本文由m.lw54.com提供,毕业论文 网专业代写教育教学论文和毕业论文以及发表论文服务,欢迎光临lw54.com
  (作者单位:中核辽宁核电有限公司)
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