核电厂高压电气断相故障仿真分析

齐宏伟，孙逸民，王 帆，田 野

(中广核仿真技术有限公司，广东 深圳 518031)

1 引言

近年来，国际核电站发生多起断相事故，如2012年1月30日，西屋公司(Westinghouse)设计的Byron核电站四环路压水反应堆(PWR)2号机组满功率运行时发生断相事故，导致反应堆冷却剂泵(RCP)母线发生欠电压，导致紧急自动停堆；2012年12月22日，由四部CANDU重水反应堆组成的Bruce A核电站停堆维修期间，发生断相事故致使维修冷却系统(MCS)泵在电气保护作用下跳闸，备用MCS泵多次启动却多次跳闸，致使丧失了维修冷却功能；2014年4月27日，拥有两部先进气体反应堆的Dungeness B核电站，外电网的一台400kV母线耦合器发生断相形成了开路，按计划实施电网切换操作后，使得仅剩两相为275kV本地系统供电，发生了电压失衡使得22号机组主发电机因负序保护跳闸，反应堆紧急停堆。WANO成员认为这些事件表明断相工况对核电站安全的挑战很重大，因为现有的典型电站母线和开关站保护系统可能不会监测到故障或者将元件从故障状态中切除[1]。国际上断相文章一般都是使用ETAP计算出电网断相后电压和电流变化情况，但是却对断相后核电站工艺系统及反应堆运行情况无法解释清楚。本文基于ETAP[2]软件和3KeyMaster[3]核电仿真软件两大软件对核电站发生断相特别是中高压系统断相后全厂运行情况进行建模计算分析，在国际上属首次，为WANO成员对断相事故分析，核电事故严重性分类以及对核电厂断相事故运行规程编写提供了重要依据。

2 电气断相事故分析原理(流程图表)

“断相事件”的定义是“长时间丧失某场外电气的三相之一(或之二)”。……