秦山核电电网“三道防线”现状及建议

姜国威 杨建明 高鑫

【摘 要】结合电网“三道防线”的概念、功能及发展现状，以秦山核电为例，介绍了电厂“三道防线”设备的运行、检修试验、反措执行情况，结合《国家电网公司关于开展电网“三道防线”专项核查工作的通知》的颁布，提出了进一步完善秦山核电“三道防线”建设的相关建议。

【关键词】电力系统；三道防线；安全自动装置；核电厂

中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0242-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.111

【Abstract】function and development present condition that combine the charged barbed wire net“three defense lines”s， with Qin Shan nuclear power plant for example， introduced the movement， check of the power station“three defense lines”s equipments to fix an on trial and anti- Cuo performance circumstance， combine the promulgation of《national charged barbed wire net company concerning develop the charged barbed wire net“three defense lines”s particularly the item pit check the notice of work 》 ， put forward the related suggestion that further perfect Qin Shan nuclear power plant “three defense lines”s construction.

【Key words】Electric power system； Three defense lines； Automatic safety device； Nuclear power plant

1 加强“三道防线”建设的重要性

《电力系统安全稳定导则》中，将我国承受大扰动能力的安全稳定标准规定为三级，即保障电力系统安全稳定运行的“三道防线”，其内容可大致归纳如下：第一级标准（第一道防线）即正常方式下对于较常见或较轻的单一元件故障，不采取稳定控制措施，保持电力系统稳定运行和电网正常供电；第二级标准（第二道防线）即正常方式下对于较少见或较严重的故障，应能保持电力系统稳定运行，但允许损失部分负荷；第三级标准（第三道防线）即因一些严重故障导致电力系统稳定破坏时，必须采取措施，防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。

2003年发生了震惊世界的814北美大停电，随后相继又发生了伦敦、瑞典、丹麦等国较大范围的停电事故，造成了巨大经济损失，更为我国预防此类停电事故敲响了警钟。为此，国家电网要求对继电保护、安控系统等保障电网安全的“三道防线”设备加强管理并建立了由上至下各单位对运维范围内的“三道防线”设备进行全面核查的长效良好机制。秦山核电积极响应电网号召，高度重视其所辖九台机组“三道防线”相关设备的运行维护、检修调试、定值策略、通信通道及反措执行情况，积极消除隐患，提高设备可靠性，保障电力系统安全稳定运行。

2 秦山核电“三道防线”设备现状

秦山核电所辖九台核电机组由于堆型、容量、商运时间、升压站电压等级和接线方式不一致等原因，造成了“三道防线”设备较为复杂，难于梳理。主要设备大致如下：秦一厂的秦塘2P59线、秦立2424线、秦跃2428线、秦方2P70线线路保护装置；母差及母联充电保护装置；启备变保护装置。秦二、三厂的秦乔5413线、秦乔5414线、秦由5415线、秦拳5416线、秦重5421线、秦重5422线线路保护装置；500KV母线保护装置。方家山的方由5810线、方翔5808线、方云5809线线路保护装置；500KV母线保护装置。各厂的主变厂变电量及非电量保护保护装置、发变组电量及非电量保护装置、启备变保护装置、保护数据处理及通讯装置等。

2.1 设备现场运行情况

秦山核电九台机组“三道防线”装置现场运行状态正常，面板指示无异常，各类差动保护差流合格，高频保护通道测试正常，220KV及500KV系统无纯过流保护异常投跳情况，继电保护及安全自动装置内部整定值与定值单一致，现场运行定值单编号与调度部门一致。秦一厂与方家山户外端子箱、瓦斯继电器等密封良好，户外设备红外测温正常。现存问题为秦二、三厂500KV联合开关站户外设备密封存在缺陷，就地控制柜封堵有掉落，存在凝露现象。

2.2 设备检修试验情况

按照《继电保护及安全自动装置检验规程》、《电网安全自动装置检验规范》等标准要求，秦山核电九台机组继电保护及安全自动装置不存在检验超周期情况。对于火电厂和水电厂，电网更偏重于安控装置（即第三道防线）出口传动试验、装置出口压板至断路器跳合闸回路的正确性、安控装置与相关保护接口回路的配合传动试验项目完整全面性，安控系统的信息传输和控制策略的正确性。考虑核电机组不同于其他常规电厂，秦山核电暂未投入安稳系统。

2.3 设备反措执行情况

对于电网双重化保护配置独立性要求，秦二、三厂与方家山机组继电保护及安全自动装置均为双重化配置，两套设备功能独立、完整，相关的交流电压回路、电流回路、直流电源、跳闸回路、通道设备等完全独立。现存问题为秦一厂220kV断路器未配置双跳线圈，双重化配置的保护装置的直流电源未取自不同蓄电池组供电的直流母线段。对于十八项反措的落实情况，主要存在的问题为秦一厂母差保护未雙重化、秦二、三厂500KV联合开关站无二次等电位接地环网。对于国网公司提出的“国电南自部分型号保护装置开入回路功能失效”家族性缺陷情况，秦山核电由于未配置该厂家的相关设备，不存在此类问题。

3 完善秦山核电“三道防线”建设的几点意见

3.1 完善继电保护双重化配置独立性

《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285—2006）要求电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置。两套保护装置的直流电源应取自不同蓄电池组供电的直流母线段；两套保护装置的跳闸回路应分别作用于断路器的两个跳闸线圈；两套保护装置与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则；两套保护装置之间不应有电气联系。

目前秦一厂机组现状为220KV继电保护装置断路器未配置两个跳闸线圈，共用同一个跳闸线圈；双重化配置的保护装置的直流电源未取自不同蓄电池组供电的直流母线段，只配有单一蓄电池组，不满足国家电网技术要求。针对此问题，秦一厂断路器跳闸线圈双重化和二回路直流加装蓄电池组的变更申请均已提出，目前在可行性研究报告编制阶段。

3.2 落实十八项反措执行情况

国家电网公司发布的《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中规定：电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置。目前秦一厂220KV母差保护只配备了一套保护，未实现双重化配置标准，秦山核电已经提出双重化整改方案，增加一套母差保护装置，但由于机组商运时间较早，前期的设计缺陷导致秦一厂没有冗余的电流互感器，无法为第二套母差保护单独配置电流互感器，若两套母差保护装置共用同一个电流互感器，不满足《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中规定的两套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组，其保护范围应交叉重叠，避免死区。建议通过技术改造，适时在GIS内增加一个电流互感器，以满足国家电网公司要求。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求在输变电工程设计中，应认真吸取接地网事故教训，并按照相关规程规定的要求，改进和完善接地网设计。秦二、三厂500KV联合开关站目前存在问题为无二次等电位接地环网，针对此问题，秦山核电已计划增加与主接地网紧密连接的二次等电位接地网并逐步通过技术改造，实现网控楼三楼各保护装置等二次设备与二次等电位接地网连接，实现500kV开关站内各串LCP柜等二次设备与二次等电位接地网连接。

3.3 整改涉网户外设备密封缺陷

涉网户外设备密封缺陷可能影响继电保护等设备正常运行，为提高“三道防线”设备的运行可靠性，浙江电网要求因停电原因无法在迎峰度夏前完成整改的工作，应制定专项整改计划。秦二、三厂500KV联合开关站目前存在问题为就地控制柜封堵有掉落、存在凝露现象。目前已在大修期间对第三串就地控制屏进行整改，其他五串就地控制屏柜已制定整改方案并计划在相应机组停机大修窗口整改。

3.4 讨论增加安稳装置的可行性

安稳装置在预防电力系统发生异常状况，尤其是防止电网发生大面积连锁停电事故方面发挥了重要作用。安稳装置不仅可以提高电网主要线路的暂态稳定极限、改善电网的稳定水平，还可以提高电网的输送能力、避免窝电、提高电网运行效率。但增加安稳装置要考虑的综合因素较多，因为电力系统的稳定破坏事故是扰动冲击的积累，受到诸多因素的影响，正确地预测稳定破坏并紧急控制使之维持稳定运行是一件难度极大的工作。

目前，安稳装置多用于国内火电厂及水电厂，秦山核电机组暂无安稳装置，由于核电机组不同于火电机组，核电厂目前多为基荷运行，如果装置误动造成核电厂非计划停机，一方面存在停机导致停堆隐患，紧急停堆对于核电机组来说，在其寿期内有一定的限制，另一方面基荷运行的核电机组非计划跳闸也会给电网增加风险负担。若在秦山核电加装安稳装置，还需设计院进一步优化控制策略，提高安稳装置自身稳定性，在保证安全的前提下尽可能不切或少切核电机组、避免误切核电机组。

4 结语

“三道防线”在弥补电网薄弱环节、确保电网安全稳定运行以及可靠供电中发挥了至关重要的作用。《国家电网公司关于开展电网“三道防线”专项核查工作的通知》的颁布，对电网及电厂“三道防线”建设提出了更高的要求。本文以秦山核电为例，对核电厂“三道防线”的概念、功能及发展现状进行了简要总结与分析，结合《浙江电网“三道防线”专项核查工作方案》的要求，对进一步完善核电厂“三道防线”提出了相关建议。本文对秦山核電“三道防线”的建设具有较大的价值，也对我国其它核电厂和火电厂有一定的参考意义。

【参考文献】

[1]《浙江电网第二、三道防线现状及完善建议》 Current Situation and Improvement Suggestions of Second and Third Defense Lines in Zhejiang Grid 王超， 李继红， 陆春良等.

[2]《电网第三道防线问题分析及失步解列解决方案构想》Analysis on the Problems about the Third Defense Line of Power Systems and the Concept of Dealing with the Separation Relay after Loss of Synchronism 孙光辉，吴小辰，曾勇刚等.

[3]《加强三道防线建设确保电网的安全稳定运行》 Strengthen the safe stability that three defense line construction ensure charged barbed wire net movement 孙光辉，沈国荣.