□焦璐璐

一、事件背景

根據(jù)安全系統(tǒng)定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱的要求，核電廠應(yīng)急交流電源柴油發(fā)電機(jī)組每月要進(jìn)行一次低負(fù)荷運(yùn)行性能試驗(yàn)，并在試驗(yàn)過程中驗(yàn)證應(yīng)急交流母線上各負(fù)荷的加卸載序列是否正確。

某核電廠3號機(jī)組進(jìn)行B列應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的低負(fù)荷運(yùn)行性能試驗(yàn)過程中，在柴油機(jī)組正常帶載后出現(xiàn)應(yīng)急母線配電盤故障綜合報(bào)警，隨后主控操縱員發(fā)現(xiàn)4號設(shè)備冷卻水泵6kV電源開關(guān)的運(yùn)行電流較以往異常變大。主控操縱員嘗試將此開關(guān)主控分閘及就地試驗(yàn)盒手動分閘，開關(guān)均保持原狀。將開關(guān)直流控制電源退出后，開關(guān)仍保持原狀(此開關(guān)為電保持)。檢修人員再次將直流控制電源投入后，運(yùn)行人員嘗試用試驗(yàn)盒手動分閘，開關(guān)分閘成功。

二、事件分析原因及影響

(一)開關(guān)保護(hù)是否正確動作。從計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)中的記錄可以看出4號設(shè)備冷卻水泵6kV電源開關(guān)在柴油發(fā)電機(jī)組卸載、加載邏輯發(fā)出后就發(fā)生了合閘，并且在合閘后大約1.6秒后發(fā)生了6KV開關(guān)不可用報(bào)警信號。此不可用信號為開關(guān)相不平衡電氣保護(hù)動作出口所致。但是保護(hù)的動作并沒有使開關(guān)跳閘。

調(diào)取斷開開關(guān)直流電源時(shí)刻的電流錄波曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)直流控制電源再次合閘時(shí)，C相電流有一個明顯的下降趨勢，而A相電流有一個上升的趨勢。之后A相和C相電流處于平衡狀態(tài)。

電保持中壓接觸器的控制回路中當(dāng)開關(guān)收到就地或者遠(yuǎn)方合閘信號后，開關(guān)合閘，形成合閘控制回路的自保持。開關(guān)的保護(hù)裝置由于直流控制電源的失去而自動復(fù)歸，跳閘節(jié)點(diǎn)返回，故開關(guān)合閘后的自保持回路仍然有效，所以當(dāng)直流控制電源再次投入時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)再次收到合閘信號，開關(guān)正確動作合閘，從而使開關(guān)三相平衡，此時(shí)電氣保護(hù)也沒有動作。

通過調(diào)取試驗(yàn)當(dāng)天以及上一次試驗(yàn)期間柴油發(fā)電機(jī)組就地控制PLC中發(fā)電機(jī)加卸載期間的負(fù)荷電流發(fā)現(xiàn)，0秒工步的負(fù)荷明顯增大,說明柴油發(fā)電機(jī)組在0秒時(shí)刻帶載時(shí)有別的負(fù)荷沒有卸載成功或者在0秒時(shí)刻有大的負(fù)荷沒有按照加載程序加載。

調(diào)取電廠計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)記錄的柴油機(jī)組這次加卸載期間的負(fù)荷電流，通過對比柴油發(fā)電機(jī)組就地控制PLC中電流曲線和計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)中的電流曲線發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)中的電流值明顯大于就地控制PLC中的電流值。就地PLC中的電流取自A相電流，計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)中的取自C相電流。故說明電源系統(tǒng)確實(shí)存在相不平衡情況，保護(hù)裝置動作正確。

(二)控制回路影響。柴油發(fā)電機(jī)組的加卸載程序是由LHA/B系統(tǒng)繼電器機(jī)架控制發(fā)出的。當(dāng)系統(tǒng)滿足加卸載條件時(shí)，繼電器機(jī)架發(fā)出卸載信號和帶載信號，其中帶載信號實(shí)際是程序正在進(jìn)行信號，LHA系統(tǒng)此信號持續(xù)40秒，LHB系統(tǒng)此信號持續(xù)30秒。

在繼電器機(jī)架的控制邏輯中，卸載信號與加載信號基本上同時(shí)發(fā)出，由于開關(guān)控制原理為分閘指令優(yōu)先，故當(dāng)卸載指令消失時(shí)，帶載指令將使開關(guān)合閘。這就是同時(shí)卸載、分步帶載的原理。但是進(jìn)一步分析繼電器機(jī)架控制邏輯與繼電器的動作特性得出，帶載信號先于卸載信號觸發(fā)，時(shí)間大約超前為幾十毫秒。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證這個超前時(shí)間的存在，電氣檢修人員利用便攜式錄波裝置，選取開關(guān)柜上合閘指令繼電器與跳閘指令繼電器的動作時(shí)刻為加卸載程序中的加載指令與卸載指令的最終到達(dá)開關(guān)柜的時(shí)刻。為了更加真實(shí)地反映現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，電氣檢修人員同時(shí)錄取了合閘直流電源波形。

電氣檢修人員利用繼保測試儀的狀態(tài)序列程序，對開關(guān)柜模擬這個短延時(shí)的合閘脈沖信號，經(jīng)過現(xiàn)場多次的重復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合閘脈沖信號在30～40ms之間時(shí)確實(shí)存在開關(guān)的處于合閘與分閘的中間狀態(tài)，A相分閘，B、C相合閘。而開關(guān)的生產(chǎn)廠家進(jìn)一步試驗(yàn)也驗(yàn)證了此觀點(diǎn)：利用電廠現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，對事件發(fā)生的時(shí)序、模擬量變化狀態(tài)以及相應(yīng)控制程序的分析，得出了6kV開關(guān)非全相合閘的根本原因。

(三)事件影響。第一，如果設(shè)備冷卻水泵不能及時(shí)跳閘，且電流繼續(xù)上升，可能導(dǎo)致電機(jī)燒毀，產(chǎn)生第二組I0，(技術(shù)規(guī)范規(guī)定1個月內(nèi)，機(jī)組需后撤到雙相中間停堆)對機(jī)組正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。第二，在就地利用試驗(yàn)盒分閘過程中，由于開關(guān)的不可控，可能引起操作人員的人身安全問題。第三，開關(guān)的拒動，可能導(dǎo)致故障的擴(kuò)大，從而影響中壓應(yīng)急母線安全運(yùn)行。

三、6KV接觸器無法分閘措施及改造

(一)運(yùn)行人員應(yīng)對措施。第一，在控制電源可用的情況下，利用試驗(yàn)按鈕對此接觸器合閘操作，然后再分閘。第二，若上述無效，則斷開控制電源SM30，若接觸器仍沒有分閘，則等待60s，再合上SM30后用試驗(yàn)盒對接觸器手動分閘，若不能分閘則采用斷開SM30的方式多嘗試幾次。第三，如果上述兩種干預(yù)均無效時(shí)，且運(yùn)行人員必須斷開某接觸器，應(yīng)立即斷開本段中壓母線的進(jìn)線電源。(在斷開進(jìn)線電源的情況下應(yīng)急段要考慮柴油發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)，其它段母線要考慮慢切換的狀態(tài)，要做好充分的安全分析，否則導(dǎo)致其它電源再次投入到故障母線)。

(二)技術(shù)改造。在不影響加卸載主程序的前提下，根據(jù)程序控制回路原有的條件，在涉及到的6kV中壓負(fù)荷開關(guān)柜加載指令(即程序正在進(jìn)行)上增加0.9s的延時(shí)，此延時(shí)完全可以確保卸載指令先于加載指令達(dá)到開關(guān)柜控制回路，閉鎖開關(guān)的合閘。試驗(yàn)結(jié)果顯示加載指令晚于卸載指令850ms左右到達(dá)開關(guān)柜，6KV開關(guān)不動作；當(dāng)卸載指令消失時(shí)，中壓開關(guān)合閘。

四、接觸器無法分閘事件整改

(一)整改目的。2013年2月,廠家發(fā)來傳真提出更換V7型接觸器的新觀點(diǎn)：一是帶有嵌入式軟件的元件必須經(jīng)過大量的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn);二是其嵌入式軟件必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60880)的認(rèn)證。同時(shí)滿足上述條件的情況下，才在核級系統(tǒng)中采用帶有嵌入式軟件的元件，目前ZVC/VSC的接觸器暫未能全部滿足這些條件，所以建議二廠將VSC型接觸器更換為V7型接觸器。同時(shí)某公司提出了ZVC/VSC和ZVC/V7有相同的技術(shù)參數(shù)和性能，而V7相比VSC的優(yōu)點(diǎn)在于:一是電保持型V7只有一個分位，機(jī)械保持型有合、分位；二是V7是電動驅(qū)動模塊；三是ZVC/V7有更多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；四是V7機(jī)械保持型驅(qū)動板使用壽命較電保持型長。

(二)整改過程方案。第一，非應(yīng)急段選4臺ZVC小車替換；第二，應(yīng)急段選2臺ZVC小車替換；第三，LHA段選所有ZVC小車替換；第四，3/4LHA/LHB所有應(yīng)急段選4臺ZVC小車替換。

低壓室內(nèi)元器件及導(dǎo)線更改：第一，電保持型接觸器。相應(yīng)二次回路接線更改，由于V7的功率較大，啟動電流也較大，因此電保持型接觸器需要用增加一中間繼電器來啟動合閘回路。第二，機(jī)械保持型接觸器。增加中間繼電器來啟動合閘回路，增加防跳繼電器。

五、結(jié)論

通過對某公司生產(chǎn)的ZVC/VSC型開關(guān)無法分閘的原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致其無法分閘原因?yàn)殚_關(guān)本身存在缺陷，在處理事故過程中，運(yùn)行及維修人員提出了應(yīng)急分閘措施以及技改項(xiàng)目。后某公司積極反饋提供新型ZVC/V7型開關(guān)，通過整改方案，進(jìn)行統(tǒng)一更換，保證核電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。