基于一次低压盘柜内有源接点改造的直流系统混接危害分析.docVIP

基于一次低压盘柜内有源接点改造的直流系统混接危害分析 　　【摘 要】核电站的直流系统负责向所有的控制、信号系统及通过直流/交流逆变器向不间断的220V交流系统供电。直流系统的可靠性直接影响到核电站电力系统的安全稳定运行。基于某核电站BOP低压配电盘的一次有源接点技术改造，分析了不同电压等级的直流系统混接的危害，并拓展分析了交直流系统混接的危害，为今后直流系统的工作提供借鉴。 　　【关键词】有源接点；直流系统混接；交直流系统混接 　　1 直流系统概述 　　直流电源系统是一种以蓄电池为正常充电器负荷和备用电源的供电系统，在失去充电器后，靠蓄电池放电带载，确保负荷短时间（时间长短视电池容量和负荷大小而定）的稳定运行。某核电站直流系统作为控制、操作和动力电源，分为220V、110V、48V三种电压等级。 　　直流系统的作用包括：在电力系统正常运行或故障时，为继电保护、自动装置、断路器的操作回路等提供控制电源；作为事故照明电源，要求在正常电源故障甚至厂用电事故的情况下能够提供可靠的照明电源；在厂用电事故的情况下为直流油泵提供动力电源以保证汽轮发电机在事故情况下安全停机；为交流不间断电源系统的逆变装置提供电源，以保证在交流电源故障的情况下负荷可靠、不间断供电；为专用仪表控制系统和柴油机启动系统提供可靠电源；为其他重要设备提供可靠电源。 　　由此可见，直流系统的可靠性直接影响到核电站电力系统的安全稳定运行。 　　2 BOP低压盘柜有源节点改造 　　2.1 改造原因 　　根据技改前川开电气竣工图（见图1），现场PX联合泵房和YA除盐水厂房的380V交流配电盘内低压断路器的控制回路采用110V直流控制，DCS 远控端通过两对无源干节点实现对断路器的开/关控制。然而实际上DCS系统所提供的远控信号并非无源干节点而是48V直流有源节点，这将造成低压配电盘内的110V直流系统和DCS 机柜内的48V直流系统混接，将对远控信号两侧直流系统造成损坏。 　　2.1.1 不同电压等级的直流系统混接的危害 　　如果混接的两个电源都是直流整流电源，以110V 直流系统混接LCA直流系统为例，如图2所示，那么LCA直流系统的低压元器件，包括低压断路器、熔断器、逆止二极管、电容、测量表计等可能承受不了过高的电压而击穿。110V 直流系统的蓄电池可能过放电，LCA系统蓄电池可能过充电甚至损毁，后果严重。 　　另外如果混接的两个直流电源是两个变压器的次级输出端，那么这两个变压器都可能被烧毁。 　　2.1.2 现行的技改方案 　　如图3所示，在需要DCS远控信号的低压断路器抽屉内增设两个48V直流中间继电器，利用DCS输出的48V直流有源信号来驱动中间继电器，再将中间继电器的输出节点串联到抽屉内的110V直流控制回路中，来实现DCS远端对断路器的分/合闸控制。 　　由于两个直流系统间通过两个中间继电器关联，不仅起到了电气隔离，而且实现了DCS远端对断路器的分合闸控制，避免了不同电压等级直流系统混接的风险。 　　3 交直流系统混接的危害 　　3.1 交直流系统混接的可能性 　　在电力系统中交直流回路是两个相互独立的系统，交直流系统混接是核电站可能发生的异常情况。这种异常不但影响到直流系统本身，而且在一定条件下引发信号回路及继电保护装置的误动作，带来严重后果。 　　以低压配电柜、继电保护保护屏为例，在柜内的端子排上，不仅有为保护设备提供跳合闸电源以及保护信号电源的直流电路，也有为柜内照明和其他交流负载提供电源的交流电路。直流系统跟交流系统的任何一条支路一旦发生事故，都有可能造成设备停电的严重后果，更有甚者，照成电站的大面积停电。 　　常见的一些交直流系统混接情况，例如：在现场试验工作中，为了模拟外部回路的动作情况，经常需要短接某些回路，已达到试验效果。一旦试验人员对设备不熟悉，或安全措施做得不到位，误将交流带电端子与直流带电端子连在一起，就将发生典型的交直流混接的事故果。还有由于操作回路二次线插件内受潮，绝缘降低导致爬电后打弧，引起交直流电混接等等。 　　3.2 交直流系统混接的危害 　　若发生交直流混接势必会造成直流接地，如果接地发生在直流正极则会有造成保护误动的可能，如果接地发生在直流负极则会有造成保护拒动的可能。 　　以交流电源接入直流正极为例（见图4），当处于交流正部分的时候，直流母线电压最高的时候高于正常电压537V，将严重超出正常直流电压，当绝缘下降时，击穿设备，发生直流放电；当处于交流负部分的时候，直流母线电压又低于正常电压，最低的时候低于-110V，这样可能直接导致保护设备误动作。 　　4 结束语 　　交流电源接入直流系统的危害极大，且其故障排查比直流系统正、负极接地更难查排。为确保直流系统的可靠供电，