核电厂直流电力系统设计推荐实施方法

前言

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

4总则

4.1运行描述

4.2蓄电池组数

4.3充电装置及其配电屏的套数

4.4直流系统电压和蓄电池的容量

4.5实体布置

4.6质量鉴定

5蓄电池

5.1总则

5.2蓄电池工作周期和容量的确定

5.3安装设计

5.4维护、试验以及更换

6蓄电池充电装置

6.1概述

6.2额定容量的确定

6.3安装设计

6.4输出特性

7配电系统及其设备

7.1保护装置的简述和额定参数

7.2典型接线

7.3直流受电设备的额定电压

7.4仪表、控制和报警

7.5特殊直流负载

7.6蓄电池试验设施的设计

7.7母线间联络线

7.8实际的短路电流

8备品备件

附录A（资料性附录）蓄电池充电装置额定值计算举例

附录B（资料性附录）运行的直流辅助电源系统的接地效应

附录C（资料性附录）蓄电池组的短路电流计算举例

附录D（资料性附录）蓄电池充电器短路电流2100433B

《核电厂直流电力系统设计 推荐实施方法(GB/T 14546-2008)》由中国标准出版社出版。

2017年12月29日，《互联电力系统设计导则》发布。

2018年7月1日，《互联电力系统设计导则》实施。

直流融冰的主回路设置方法操作内容

《直流融冰的主回路设置方法》将无功控制功能作为直流融冰装置的辅助功能，扩展一次设备可兼顾可控电抗器功能。基本方法是，在融冰装置的一次设备中增加电抗器、开关等设备，在控制保护系统系统中设置相应无功补偿的功能。并根据交流母线上谐波的情况配上相应的滤波器，使直流融冰装置成为静止无功补偿器（SVC）。

融冰装置作为电力系统内比较特殊的设备，其融冰功能只在冬季线路覆冰的情况下才需要运行，每年可能只运行有限的天数；在其余时间将其用于静止无功补偿器，可提供线路需要的感性无功功率的功能，还可同时有效地解决运行维护的问题，充分利用用户投资。

用于500千伏交流线路固定式直流融冰装置和用于220千伏、110千伏交流线路并接入变电站35千伏系统的移动式直流融冰装置的电源可通过电缆或管母线直接引自变电站500千伏主变35千伏侧，经整流变压器连接整流装置，其原理接线如图1所示。

直流融冰的主回路设置方法实施案例

《直流融冰的主回路设置方法》的具体实施方式有以下四种，可根据系统情况进行选择：

1、实施例一

包括采用D/d0/y11或Y/y0/d11接线、副边两个绕组相位移30度的三相三绕组整流变压器，12脉动整流装置，控制保护装置，自动切换装置和直流侧刀闸，其特征是：三相三绕组整流变压器的2组低压侧的三相输出分别连接到12脉动整流装置的2个阀组的三相输入，12脉动整流装置的正负极输出在直流融冰方式时分别通过直流侧开关连接到需要进行融冰的三相交流线路，形成直流融冰主回路（如图2所示），可对三相交流线路进行直流融冰。

采用带整流变压器12脉动融冰整流装置，可以针对不同类型和长度的线路，设计选择整流变压器输出电压，利于整流器工作点的选择；融冰装置通过整流器触发角调节，提供需要的融冰电流和直流电压，适应性较好；并且整流变压器提供交流/直流的隔离，满足故障情况下限制可控硅阀短路电流的要求。

整流变压器采用D/d0/y11或Y/y0/d11接线，副边两个绕组相位移30度；融冰整流装置采用12脉动接线方式，融冰装置运行时对系统的谐波和无功影响很小。以用于500千伏交流线路融冰的60兆瓦固定式直流融冰装置为例，其直流融冰运行时需要的有功、无功和滤波的总容量约为75兆伏安，通常不到变电站500千伏主变35千伏侧容量的1/3，对系统影响很小；直流融冰装置运行时产生的谐波是12k±1次谐波，k为1，2，3，...，即融冰装置运行时产生的谐波主要是11、13次等特征谐波。融冰装置运行时产生的谐波对系统影响很小，对融冰装置本身的稳定运行没有影响，但是35千伏侧略超过相关中国国家标准，融冰运行时可以不必装设交流滤波器设备；对500千伏侧和220千伏侧的电压谐波畸变影响很小，满足相关中国国家标准。

2、实施例二和实施例三

在具体实施方式一主接线的基础上，需要在换流变压器与融冰装置之间每相中串连1台电抗器，每台电抗器回路两侧和一把转换开关刀闸相并联，共需要6台电抗器和6把转换开关刀闸，根据需要可以配置若干个滤波器。在交流侧增加配置的转换开关刀闸需按照电力系统安全要求进行配置。

融冰装置换流器直流侧短接，交流侧利用转换开关刀闸倒换接线连接电抗器作为晶闸管投切的星形连接的可控电抗器（TCR）运行。整流变压器两个副边绕组连接的设备如图3所示。换流器在这种模式下变为每相两个反并联的晶闸管阀组的运行方式，对电抗器L_TCR进行投切或连续控制。当采用投切控制方式（投切控制：晶闸管按照全导通或不导通方式工作）时，优点是不存在谐波问题，损耗较小，可以进行固定的无功调节。当采用连续控制方式（连续控制：晶闸管按照触发角连续控制）时，融冰装置作为星形连接的TCR运行，具备连续的无功调节能力。

进行融冰时：闭合整流变压器交流侧转换开关刀闸将电抗器L_TCR回路旁路（即短接），即为具体实施方式二，如图3所示。

进行无功补偿时：打开转换开关刀闸将电抗器L_TCR连接至换流器，将直流融冰装置的正、负极母排与两个阀组之间的中性点母线之间短接，即为具体实施方式三，如图4所示。

在两个阀组上各串3台电抗器可使融冰装置两个阀组平衡的运行，且对交流系统的无功补偿容量增加一倍。电抗器参数由站内需要融冰装置吸收的感性无功量、主变容量以及融冰装置的容量共同决定。

直流融冰装置转变成静止型动态无功补偿（SVC）装置运行时，只需要通过打开转换开关刀闸，并将直流融冰装置的正、负极母排与两个阀组之间的中性点母线之间短接即可实现，直流融冰装置一次设备的其它部分不需要做任何变动。这种转换方式使现场运行人员对融冰装置的操作与维护简单、易行。也大大降低了由于一次系统的拓扑结构发生较大变化而引起的风险。

3、实施例四

在具体实施方式一主接线的基础上，需要在换流变压器与融冰装置之间每相中串连1台电抗器，每台电抗器回路两侧和一把转换开关刀闸相并联，共计需要6台电抗器和6把转换开关刀闸，根据需要可以配置干个滤波器。整流器的两个阀组的直流侧和交流侧需要增加连线，按照“直流侧A相-交流侧B”，“直流侧B-交流侧C”，“直流侧C-交流侧A”的方式进行接线（如图5所示）。在交流侧增加配置的转换开关刀闸需按照电力系统安全要求进行配置。

换流器直流侧通过融冰装置的转换开关刀闸改接线，交流侧利用转换开关刀闸倒换接线连接到三相/六台电抗器作为晶闸管控制的三角形连接的可控电抗器运行（TCR）。整流变压器每个副边绕组连接的设备如图5所示。换流桥在这种模式下变为每相两个反并联的晶闸管阀组的运行方式，对电抗器L_TCR进行连续控制。

图5中方案与通常的静止型动态无功补偿的TCR接线方式一致，即采用三角形方式。作为TCR运行情况下，装置具备连续的无功调节能力。

4、作为无功补偿装置运行时对系统的影响及补偿效果

直流融冰装置在SVC融冰方式下运行时，可向交流系统提供感性无功功率；并且无功功率的大小可以快速、连续的调节。直流融冰装置按上述方式作为SVC运行时，对系统的谐波影响很小，不需要配置滤波器组也能保证35千伏母线电压的谐波畸变率满足中国国家相关标准。因此，在直流融冰装置做SVC运行时，35千伏母线上其它负荷都不需要退出，可以正常运行。如果35千伏母线上能配置11、13次及高通滤波器组或者电容器组，那么融冰装置处于SVC模式运行时，通过滤波器组或电容器组与融冰装置配合，还可以向交流系统提高感性或容性的无功功率，实现双向无功调节；并且补偿无功功率的大小同样可以快速、连续可调。可以有效抑制35千伏母线电压幅值在正、负两个方向的波动。

5、仿真试验验证及实际应用情况

直流融冰装置无功补偿功能的仿真试验验证：为了验证《直流融冰的主回路设置方法》的可行性，利用RTDS系统和控制保护试验样机进行了仿真。仿真结果表明，《直流融冰的主回路设置方法》实施方式可有效满足交流线路融冰需求；融冰装置在不承担融冰功能时可以兼做SVC，进行动态无功补偿。

直流融冰装置的现场试验验证：2008年9月5日，25兆瓦站间移动式直流融冰装置样机现场试验工作在贵州电网都匀500千伏福泉变电站成功完成，试验线路为220千伏福都线，线路长57公里，最大融冰试验电流达到2000安培，试验过程中试验线路、金具、接头和直流融冰装置各设备运行正常，220千伏福都线温升达到25摄氏度。2008年10月12日，60兆瓦固定式直流融冰装置样机现场试验工作在贵州电网都匀500千伏福泉变电站成功完成，试验线路为500千伏福施II线，线路长93公里，最大融冰试验电流达到4000安培，试验过程中试验线路、金具、接头和直流融冰装置各设备运行正常，500千伏福施II线温升达到35摄氏度。

本书共分21个章节，主要对核电厂建造阶段的质量管理实施知识作了介绍，具体内容包括质量管理的发展、核电厂建造阶段的质量管理体系、文件控制和记录制度、物项和服务实现过程的策划、质量保证大纲的制定等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。