張潔

摘 要 過程儀表機(jī)柜系統(tǒng)（KRG）為核島核輔重要的信號(hào)處理系統(tǒng)，本文簡(jiǎn)要介紹了秦山核電二期擴(kuò)建工程KRG系統(tǒng)T1實(shí)驗(yàn)裝置研發(fā)背景及應(yīng)用。通過介紹T1實(shí)驗(yàn)裝置的原理、功能，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，對(duì)日常工作中常見問題進(jìn)行了相應(yīng)分析，總結(jié)出T1試驗(yàn)的注意事項(xiàng)，對(duì)同類型KRG系統(tǒng)得維護(hù)提供了一定的借鑒。

關(guān)鍵詞 核電廠；KRG；T1試驗(yàn)裝置；問題分析

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0194-03

在秦山二期擴(kuò)建工程中，KRG系統(tǒng)為核島核輔重要的信號(hào)處理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接收、處理來自其它工藝過程系統(tǒng)的控制保護(hù)儀表的測(cè)量信號(hào)，同時(shí)給現(xiàn)場(chǎng)二線制變送器送電，處理后的信號(hào)送相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行顯示記錄。[1]KRG系統(tǒng)由38個(gè)電子機(jī)柜組成，包括四組保護(hù)機(jī)柜（ⅠP組，ⅡP組，ⅢP組和ⅣP組）、一組控制機(jī)柜（1C，2C，3C，4C，5C）、1個(gè)公用柜。

1 T1實(shí)驗(yàn)裝置研發(fā)背景

基于過程儀表系統(tǒng)得原理，只有在反應(yīng)堆出現(xiàn)事故瞬態(tài)時(shí)，過程儀表系統(tǒng)送往保護(hù)通道的信號(hào)才會(huì)驅(qū)動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，而在機(jī)組正常期間，過程儀表系統(tǒng)送往保護(hù)通道得信號(hào)故障無法得到驗(yàn)證。因此，必須對(duì)SIP過程儀表系統(tǒng)進(jìn)行定期試驗(yàn)，以驗(yàn)證其通道得可用性。同時(shí)，根據(jù)安全法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須有手段在核電廠運(yùn)行期間對(duì)保護(hù)測(cè)量機(jī)柜內(nèi)的卡件進(jìn)行定期試驗(yàn)。

鑒于上述原因，秦山核電二期擴(kuò)建工程KRG系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行“T1定期試驗(yàn)”，并開發(fā)了T1試驗(yàn)裝置，用于對(duì)涉及保護(hù)通道得信號(hào)進(jìn)行定期校驗(yàn)。

T1試驗(yàn)裝置由核級(jí)的自動(dòng)檢測(cè)接口卡（T/N卡）及基于FOXBORO公司的智能化I/A平臺(tái)開發(fā)的可移動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)組成。

秦山二期擴(kuò)建機(jī)組針對(duì)以往機(jī)組T1試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)裝置操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)可移動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)（T1試驗(yàn)臺(tái)）進(jìn)行的適當(dāng)?shù)男薷?，具體得硬件配置見圖1所示。P92工作站用于進(jìn)行人機(jī)交互操作，CP和FBM卡件掛在同一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)中，其中CP用于進(jìn)行邏輯組態(tài)以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，F(xiàn)BM卡件用于進(jìn)行信號(hào)處理[ 2 ]。

2 T1試驗(yàn)裝置原理及應(yīng)用

2.1 T1試驗(yàn)裝置原理

在試驗(yàn)開始時(shí)切斷保護(hù)測(cè)量通道和RPR系統(tǒng)的連接，然后切斷測(cè)量通道與現(xiàn)場(chǎng)儀表的連接，再在每個(gè)輸入卡件的輸入端加上模擬試驗(yàn)信號(hào)，測(cè)試每塊卡件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)輸出是否滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)完畢后按順序恢復(fù)上、下游的信號(hào)連接。

T1試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)預(yù)先編制的測(cè)試程序，對(duì)保護(hù)測(cè)量回路中的信號(hào)轉(zhuǎn)換組件，運(yùn)算組件，報(bào)警組件、調(diào)節(jié)組件進(jìn)行測(cè)試。

2.2 T1試驗(yàn)應(yīng)用

平時(shí)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過T/N卡進(jìn)入信號(hào)轉(zhuǎn)換組件I/V卡，T1試驗(yàn)時(shí)信號(hào)改為由T1試驗(yàn)臺(tái)發(fā)送，報(bào)警的觸點(diǎn)信號(hào)和V/I卡的模擬信號(hào)通過T/N卡的輸出端子送去RPR系統(tǒng)和KRG控制柜。

3 常見問題分析及處理

3.1 I/V卡件參數(shù)失準(zhǔn)

電子元器件一般都有其實(shí)用壽命，機(jī)柜長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，周圍環(huán)境溫度不穩(wěn)定、灰塵的覆蓋、濕度、振動(dòng)等都會(huì)影響組件卡的可靠性。

2015年，儀控人員在進(jìn)行某次日常T1試驗(yàn)時(shí)，I/ V卡精度測(cè)試結(jié)果超差，隨后暫停試驗(yàn)，對(duì)I/V卡進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)電流電壓轉(zhuǎn)換組件I/V卡的測(cè)試方法：取5點(diǎn)電流輸入，看相應(yīng)的電壓輸出是否在允許的誤差范圍之內(nèi)，如果超差，則在測(cè)試畫面上顯示報(bào)警。對(duì)報(bào)警組件ALM卡的測(cè)試是根據(jù)報(bào)警設(shè)定值設(shè)置測(cè)試信號(hào)的起點(diǎn)和步長(zhǎng)，使電壓一點(diǎn)點(diǎn)的變化，檢測(cè)報(bào)警卡的輸出觸點(diǎn)是否翻轉(zhuǎn)，并記錄翻轉(zhuǎn)時(shí)的測(cè)試電壓值，與報(bào)警卡的設(shè)定值進(jìn)行比較，若在允許誤差的范圍內(nèi)則該塊ALM卡合格。

電流/電壓轉(zhuǎn)換組件校驗(yàn)步驟：

1）在組件通道A輸入端“1+、1-”接一直流電流源（組件設(shè)為內(nèi)供電方式時(shí)電流源設(shè)為模擬變送器模式；組件設(shè)為外供電方式時(shí)電流源設(shè)為有源模式），并將其調(diào)到4mA。

2）在通道A輸出端“3+、3-”接一萬用表，并打到電壓檔。調(diào)整面板上零點(diǎn)調(diào)整電位器“ZEROA”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（0±0.025）V。

3）將通道A輸入端“1+、1-”接的直流電流源調(diào)到20mA。

4）調(diào)整面板上量程調(diào)整電位器“SPAN A”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（10±0.025）V。

5）分別輸入量程的0%、25%、50%、75%、100%，檢測(cè)其輸出精度誤差（小于等于0.5%）是否符合要求。調(diào)整后卡件測(cè)量數(shù)據(jù)如下表1所示。

經(jīng)過對(duì)電流/電壓轉(zhuǎn)換組件的校調(diào)，重新進(jìn)行該通道的T1試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格，試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表1。卡件日復(fù)一日的長(zhǎng)期運(yùn)行，難免會(huì)導(dǎo)致其參數(shù)出現(xiàn)偏差，面對(duì)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的超差問題，經(jīng)過對(duì)卡件的重新校調(diào)，基本都能得以解決。同時(shí)，由于卡件本身壽命周期的約束，隨著卡件使用周期的增長(zhǎng)，若卡件故障頻繁，則考慮更換卡件。

3.2 加法組件超差

2014年12月，儀控人員進(jìn)行T1試驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示加法卡件測(cè)試結(jié)果超差，且超差數(shù)值較大。初步考慮為卡件定值失準(zhǔn)，對(duì)加法組件功能進(jìn)行驗(yàn)證。

加法組件電壓方程：K=gaA±gbB±gcC±gd（D±d）±e。

上式中：K為輸出，A、B、C、D為4個(gè)輸入信號(hào)，ga、gb、gc、gd分別為各輸入信號(hào)的增益，d為輸入D的偏置，e為輸出K的偏置。調(diào)整加法組件參數(shù)前要將物理方程經(jīng)歸一化計(jì)算轉(zhuǎn)化為電壓方程才能進(jìn)行調(diào)校。

電壓方程中有幾個(gè)輸入就準(zhǔn)備幾個(gè)電壓源，此次試驗(yàn)通道只有2個(gè)輸入端（輸入A：“1+，1-”；輸入B：“3+，3-”）。

調(diào)整步驟如下（此次故障卡件的偏置為0，ga、gb為1）：

1）使輸入A，B均為0V，調(diào)整KBIAS電位器，使K=±e=0。

2）將適當(dāng)?shù)碾妷航拥捷斎階，輸入B為0V，用萬用表測(cè)量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調(diào)整面板上的A GAIN電位器，使輸出值K=±gAA。

3）將適當(dāng)?shù)碾妷航拥捷斎隑，輸入A為0V，用萬用表測(cè)量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調(diào)整面板上的B GAIN電位器，使輸出值K=±gBB。

根據(jù)電壓方程，使用勁儀重新輸入A，B的值，用萬用表測(cè)量卡件面板上的OUT（+）和COM（-）的電壓值。檢驗(yàn)測(cè)量值與電壓方程計(jì)算出的理論值的偏差允許誤差（±0.50）%范圍。

經(jīng)過調(diào)整后進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該加法組件精度合格，不需要進(jìn)行校調(diào)，造成超差的原因并非卡件本身故障。經(jīng)分析，推測(cè)故障原因可能為卡件松動(dòng)，將卡件從機(jī)柜卡槽中重新插拔一次，再一次進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。該事件表明，在現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境中，振動(dòng)導(dǎo)致輕微的位移也有可能導(dǎo)致卡件功能失效，影響其可靠性。工作中常見的故障原因涉及方方面面，處理問題方法的理論知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)同樣重要。

4 T1試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)小結(jié)

T1試驗(yàn)時(shí)，若T/N卡的任一觸點(diǎn)動(dòng)作使得送往RPR系統(tǒng)的24VDC失效，此時(shí)相當(dāng)于送往RPR系統(tǒng)的一路信號(hào)出現(xiàn)故障，即原來的4取2停堆或啟動(dòng)專設(shè)的邏輯變?yōu)?取1，系統(tǒng)安全性降低，因此必須保證另外3個(gè)通道不能出現(xiàn)故障，所以在SIP試驗(yàn)時(shí)有以下要求必須嚴(yán)格遵守：

1）要求機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，防止非穩(wěn)定信號(hào)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作；

2）主控操縱員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視該保護(hù)通道的其他信號(hào)，如其他通道發(fā)生異常波動(dòng)，則應(yīng)通知儀控人員立即停止試驗(yàn)；

3）為了防止出現(xiàn)意外保護(hù)動(dòng)作，試驗(yàn)前需確認(rèn)無RGL（棒控棒位系統(tǒng)）、RPN（核功率測(cè)量系統(tǒng)）、RPR（反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)）、KRG（核島總控制模擬機(jī)柜系統(tǒng)）等的試驗(yàn)或維修工作，以防止意外保護(hù)動(dòng)作；

4）在某通道進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于切斷了該通道送往控制回路的信號(hào)，故在試驗(yàn)前應(yīng)確認(rèn)控制通道的控制信號(hào)已切換至另外的通道；

5）對(duì)于特殊回路（2取1），必須在閉鎖條件滿足的情況下，方可進(jìn)行該回路的試驗(yàn)。

5 結(jié)論

本文對(duì)秦山第二核電廠擴(kuò)建機(jī)組過程儀表系統(tǒng)定期試驗(yàn)和T1試驗(yàn)裝置相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹。反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)承擔(dān)著所有時(shí)間內(nèi)預(yù)防和縮小潛在事故后果的責(zé)任，過程儀表系統(tǒng)（KRG）定期試驗(yàn)確保了保障反應(yīng)堆系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，對(duì)核電廠安全至關(guān)重要。本文通過分析KRG定期試驗(yàn)中出現(xiàn)得常見問題，針對(duì)不同問題提出相應(yīng)得處理方案，同時(shí)總結(jié)出一些進(jìn)行T1試驗(yàn)需要關(guān)注的事項(xiàng)，希望能夠?qū)ν愋碗姀S進(jìn)行T1試驗(yàn)提供一定借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]張帆，肖代云，李紅霞.秦山核電二期工程KRG系統(tǒng)保護(hù)測(cè)量機(jī)柜的國(guó)產(chǎn)化[J].核動(dòng)力工程，2003，24（Z1）：241-243.

[2]秦山核電二期KRG系統(tǒng)培訓(xùn)教材.

[3]秦山核電二期KRG系統(tǒng)系統(tǒng)手冊(cè).