三門核電核島區(qū)域檢修電源問題分析及處理

引言

按照西屋的設(shè)計(jì),三門核電一期工程核島區(qū)域檢修電源有兩類:墻插和焊接箱。其中墻插的電源性質(zhì)為單相電源,且使用功率不能超600w:而焊接箱為CooPERCrouse-Hinds焊接箱,使用容量有60A,但電源性質(zhì)為三相焊機(jī)電源,無零線,無法提供單相電源。這些問題極大地限制了維修服務(wù)工器具的使用。隨著系統(tǒng)移交投產(chǎn),核島區(qū)域的臨時(shí)配電盤陸續(xù)撤出,該區(qū)域檢修用電需求漸漸得不到滿足,此問題成為業(yè)主關(guān)注的重點(diǎn)。

1檢修電源問題分析

對目前核島區(qū)域現(xiàn)有可用的兩種檢修電源進(jìn)行分析。墻插電源,由于容量限制,無擴(kuò)展性可能,不予考慮。焊接箱容量較大,唯一不足是該設(shè)備無零線,無法滿足單相維修服務(wù)工具的使用?？煽紤]加裝△/Y轉(zhuǎn)換變壓器進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)提供單相電源的目的。另外,也可考慮從核島MCC備用斷路器取電,直接增加大容量檢修電源箱。

加裝轉(zhuǎn)換變壓器的方法可直接利用現(xiàn)存的CooPERCrouse-Hinds焊接箱電源,對原設(shè)計(jì)基本無改動,但變壓器設(shè)備昂貴,體積大。從核島MCC備用斷路器取電的方法最簡單,但要占用備用斷路器間隔,并拉設(shè)電纜。均衡考慮以上兩種思路的優(yōu)缺點(diǎn),按照核島區(qū)域檢修電源需求規(guī)劃,考慮核島區(qū)域MCC備用斷路器配置情形,兼顧對原核島電源設(shè)計(jì)改動最小化原則,可在核島輔助廠房采用加裝轉(zhuǎn)換變壓器的形式,而在核島附屬廠房采用新設(shè)檢修電源箱的形式。

2檢修電源設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

2.1核島輔助廠房檢修電源設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

核島輔助廠房為較核心的區(qū)域,設(shè)備繁多。為盡量減少設(shè)計(jì)改動,對確有需求的地方增加電源轉(zhuǎn)換箱。電源轉(zhuǎn)換箱中含轉(zhuǎn)換變壓器和插座。

電源轉(zhuǎn)換箱的容量受焊接箱容量限制,設(shè)計(jì)為60A,配2個(gè)三相工業(yè)插座（32A、20A）和3個(gè)單相普通插座（均為15A）輸出。為保證全廠維修工具使用的普適性,所有輸出插座的型號與廠內(nèi)其他區(qū)域一致?？紤]焊接箱的容量及預(yù)留裕量,電源轉(zhuǎn)換箱內(nèi)變壓器容量設(shè)計(jì)為45kVA,絕緣等級不低于3kV[1]。電源轉(zhuǎn)換箱具體接線設(shè)計(jì)如圖1所示。電源轉(zhuǎn)換箱安裝區(qū)域?yàn)檩o助廠房,該廠房有部分區(qū)域?qū)賴?yán)酷環(huán)境,需考慮輻照影響。對于嚴(yán)酷環(huán)境中的電源轉(zhuǎn)換箱,要求內(nèi)部的電纜采用耐輻照類型,同時(shí)外殼加厚為4mm。

由于電源轉(zhuǎn)換箱含有變壓器,鑒于變壓器容量及絕緣等級限制,在1號機(jī)設(shè)備到貨后仍發(fā)現(xiàn)箱體體積較大,安裝比較困難。

在對輔助廠房內(nèi)安裝條件重新評估后,在維持檢修電源可接受的水平上,對電源轉(zhuǎn)換箱進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。將電源轉(zhuǎn)換箱中變壓器容量降為30kVA,同時(shí)將輸出插座部分移至變壓器箱。此外,還對電源轉(zhuǎn)換箱的安裝形式進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后,箱體體積減小近1/3,重量減輕100kg,滿足安裝和使用的需求。

2.2核島附屬廠房檢修電源設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

核島附屬廠房空間大,MCC分布較多,為此可采用新設(shè)檢修電源箱的方法。此外,由于附屬廠房與輔助廠房相連,在靠近輔助廠房的區(qū)域可設(shè)計(jì)一些檢修電源箱,以滿足輔助廠房使用的檢修工器具需求。

檢修電源箱為新增設(shè)備,需占用MCC備用斷路器間隔,且需要考慮電源電纜敷設(shè)路徑。檢修電源箱的容量設(shè)計(jì)為90A,配3個(gè)三相工業(yè)插座（63A、32A、20A）和3個(gè)單相普通插座（均為15A）輸出。為保證全廠維修工具使用的普適性,所有輸出插座的型號與廠內(nèi)其他區(qū)域一致。具體檢修電源箱接線設(shè)計(jì)如圖2所示。檢修電源箱安裝區(qū)域?yàn)楦綄購S房,屬和緩環(huán)境,不需考慮輻照影響。

由于核島區(qū)域的MCC備用電源間隔較少,且斷路器容量較低,因而考慮使用備用

電動機(jī)間隔。但該類型間隔不配備零線輸出,考慮對之進(jìn)行改造,增加零線專用一次插,此后電動機(jī)間隔可以實(shí)現(xiàn)電源間隔的功能。另外,由于核島區(qū)域的MCC母線配備柴油機(jī)作為備用電源,而電動機(jī)間隔均配有接觸器,當(dāng)母線失電后自動斷開回路,不會影響柴油機(jī)帶載能力。改造后的抽屜同時(shí)具備了電動機(jī)間隔的優(yōu)點(diǎn)。

核島區(qū)域的MCC共22段,其低壓柜均采用ABB同一批次的MNS3.0型號,同種類型的低壓柜,同模數(shù)抽屜具有互換性。同時(shí),焊接箱、檢修箱等非連續(xù)性負(fù)荷的需求因子為0,即便增加了檢修電源箱,也對MCC母線段的裕量無影響?；诖?再考慮施工量、電纜路徑等因素,電源間隔抽屜可視檢修電源箱位置適當(dāng)互換,以便離檢修電源箱的安裝位置最近。

3結(jié)論

三門核電一期核島區(qū)域檢修電源設(shè)計(jì)優(yōu)化,雖說已完成實(shí)施,但從人力成本、設(shè)備采購等方面考慮,花費(fèi)較大。據(jù)此,對后續(xù)工程中檢修電源的設(shè)計(jì)和施工提出如下建議:

(1）建議今后工程中檢修電源必須一次性設(shè)計(jì)完善。檢修配電盤應(yīng)該具備足夠的容量,并能提供各種類型檢修電源,滿足維修服務(wù)工器具要求,并避免采用焊接箱。

(2）如果必須進(jìn)行檢修電源二次改造,從成本精益、施工難度角度考慮,應(yīng)盡量減少電源轉(zhuǎn)換箱設(shè)置數(shù)量。建議對將來維修活動的電源需求進(jìn)行精確的綜合評估。如果某個(gè)區(qū)域檢修電源需求不大,可以使用小容量、輕便的移動轉(zhuǎn)換箱來代替。