附加柴油发电机组的作用及选择

1.设备概述

在全厂断电的超设计基准事故状态下，附加电源系统柴油发电机组可以替代应急停机柴油发电机组投入使用，给所需的核辅助设备供电。

附加电源系统的设置更多的是从电站经济性考虑。根据规定，当两台应急柴油发电机组中任何一台发生故障需要停机检修时，若在三天内不能修复或预计无法修复时，相关核电机组必须停机。若装备有辅助电源，可确保核电站正常运行14天。

附加电源柴油发电机组为非安全级设备，无抗震要求。

2.设备功能

设置附加柴油发电机组主要是为了使其具有以下功能：

1）替换功能 当核电站中任何一台正常应急柴油发电机组故障时，附加柴油发电机组即可代替该故障柴油发电机组，并执行其所有功能。

2）抵抗全厂失电功能 所谓全厂是指核电站在失去厂内、厂外电源的同时，正常应急柴油发电机组也能使用。此时可单独启动附加柴油发电机组，并提供使核反应堆安全停堆所必需的电源。

3.设备的接线方式

从核安全的角度来说，核电站每台机组都设置有电气上完全独立的A、B两个系列，每个系统的1E级中压母线配置一台应急柴油发电机组作为该1E级中压母线的应急电源。一般来说附加柴油发电机组同时可以作为2台机组、4台机组和6台机组的后备紧急备用电源，这主要取决于每个国家及地区核电站的电气配置。下面以2台机组为例简述附加柴油发电机组的主接线方式。

1）方式一 如图9-5所示，这种接线方式是附加柴油发电机组出口经过一个断路器与中压盘（CBSWG）相连，该中压盘有5个出线，其中一个出线接触器经过6.6kV/380V变压器与厂内AC 380V电源通过电气或机械联锁后为柴油机附属设备供电；另外4个出线经钥匙联锁后（即同时只能有一路接通）分别与4条1E级中压母线连接（1LHA、1LHB、2LHA和2LHB）。由于接线简单、操作方便，所以在国外的一些核电站，如南非、韩国，这种方法被广泛采用。

图9-5 附加柴油发电机组主接线图一

2）方式二 如图9-6所示，这种接线方式在900MW的压水堆核电站（如法国）被广泛采用。其主要原理是附加柴油发电机组出口经过一个中压转换盘（9 LHT 003 AR）中的连接片分别与4条1E级中压母线连接，我国大亚湾核电站目前也采用了这种接线方式。它的主要特点是为避免由于电气联锁而产生共模故障，对1E级系统提出了更高的要求，比如中压转换盘的连接片应确保了A、B系列上的设备在实体上的分离，断路器在002 JA与003 JA仓位之间的钥匙联锁（即二取一）确保了在应急柴油机与附加柴油机之间不能同时供电（核安全上的要求）。(www.xing528.com)

图9-6 附加柴油发电机组主接线图二

4.设备的供电模式

一般来说当机组正常运行时，附加柴油发电机组处于热备用状态，与1E级中压母线在电气上是完全隔离的。如果发生任何一台应急柴油机故障，而且预计在72h内（当地核安全局规定的，这个时间包括机组的停机时间）难以修复，则与该故障应急柴油机所连接的1E级中压母线即被切换到附加柴油机上，同时执行故障应急柴油机的所有功能，比如在LOP、LOP+SI、LOP+SI+HHCP情况下的自启动及带载能力。另外，如果发生全厂失电（SBO），为确保核反应堆安全停堆，附加柴油发电机组承担非常重要的后备供电任务。

5.设备的试验方法

由于附加柴油发电机组在核电站中起着重要的作用，为了确保其在紧急情况下（如应急柴油发电机组故障、SBO）可用，需定期进行试验以验证其可用性。

目前，世界上各国或地区核电站由于附加柴油发电机组主接线方式不同，但基本上都要做启动试验、低功率试验和满功率试验。现以韩国核电站为例作介绍。

如图7-5所示，韩国核电站附加柴油机的试验回路与供电回路完全一样，每个月进行一次100%Pr与厂内电源并网试验，大修期间进行启动及50%Pr与厂外电源并网试验。在试验期间正常应急柴油发电机组处于备用状态。该试验方法的主要特点是从运行的角度来说便于操作，能真实地模拟柴油机的实际运行情况；从安全的角度来看，通过电气联锁，使正常应急柴油机只有在探测到1E级中压母线失电时才会自启动。

另外一种试验方法是用一个纯电阻负载箱作为附加柴油机的试验负载，如图7-6所示。由于试验回路与供电回路是相互独立的，试验时并不影响机组的正常运行，也不需设置专门的并网设置，因此风险较小，在法国的核电站中被广泛采用。但该方案只能试验柴油发电机组的带载能力，不能真实模拟柴油发电机组接入系统后的实际运行情况及验证其励磁系统的调节能力。只有通过在试验负载装置中增加电抗等设备才能使该试验方法更加完善。

6.设备电动机控制中心

附加柴油机电动机控制中心主要供电负载是柴油机附属设备、消防系统、起吊设备、48V/125V直流电源和通风空调等。在正常备用情况下，其上端电源一般取自一路来自厂内公用中压配电盘（如南非核电站，图9-5所示）或两路来自两个机组A列应急低压配电盘（如中国台湾地区核电站，图9-7所示）。

图9-7 附加柴油发电机组主接线图三

以上这两种供电接线方式，当柴油机启动后，电动机控制中心（MCC）即由柴油发电机自动供电，既可保证在备用情况下，柴油机某些附属设备（如预热系统、预润滑系统）的用电需要，又可满足直流电源系统、通风系统和消防系统对供电电源连接性的要求。