核电厂电气系统与设备
核电厂电气部分
核电厂电气部分1. 引言核电厂作为一种重要的清洁能源发电方式，其电气部分起着至关重要的作用。
本文将从核电厂电气系统的概述、主要设备以及运行管理等方面进行介绍。
2. 核电厂电气系统概述核电厂电气系统主要由发电机组、变压器、低压电气设备等组成。
其主要功能是将核能转化为电能，并将电能输送到电网中。
电气系统的稳定性和安全性直接影响着核电厂的正常运行。
3. 主要设备3.1 发电机组发电机组是核电厂电气系统的核心设备，其通过转动机组中的发电机使其产生电能。
发电机组通常由转子、定子、励磁系统等组成。
在核电厂中，通常采用汽轮机驱动的发电机组，其输出功率可以达到数百兆瓦。
3.2 变压器变压器在核电厂电气系统中起到电能变换的作用。
它将发电机组产生的高压电能转换为适宜输送的中低压电能，然后将其送入电网。
变压器通常分为主变压器和辅助变压器两种类型。
3.3 低压电气设备低压电气设备主要包括开关设备、保护装置和电动机等。
这些设备主要用于核电厂电气系统的控制和保护功能。
其中，开关设备用于电气系统的分、合操作；保护装置用于监测电气系统的运行状态，并在发生异常情况时进行相应的保护措施；电动机用于驱动核电厂各种设备的运行。
4. 运行管理核电厂电气部分的运行管理十分重要，对保证核电厂的安全稳定运行起着至关重要的作用。
以下是一些运行管理方面的注意事项：•定期检修：定期对核电厂电气设备进行检修和维护，确保其正常运行。
特别是对发电机组、变压器等关键设备，需要进行定期的绝缘测试和设备更换。
•运行监测：通过对核电厂电气设备的运行参数进行实时监测，并及时发现异常情况。
对于电气系统中可能发生的故障，需要建立详细的报警机制和应急预案，以便能够及时处理。
•人员培训：对核电厂电气系统操作和维护人员进行全面的培训，提高其技能水平，以确保他们能够熟练操作电气设备，并妥当应对可能发生的突发情况。
5. 安全措施核电厂电气部分的安全措施是保证核电厂运行安全的基础。
核电厂的电气主设备概述
核电厂的电气主设备概述1. 引言核电厂是一种以核能为能源的发电设施，核电厂的运行离不开各种电气设备的支持。
本文将对核电厂的电气主设备进行概述，主要包括发电机、变压器、断路器、保护装置等。
2. 发电机发电机是核电厂的核心设备之一，它负责将机械能转化为电能。
发电机一般由转子和定子组成，通过磁场的相互作用来实现能量转换。
在核电厂中，常见的发电机类型有同步发电机和异步发电机。
同步发电机是最常用的发电机类型之一，它的转子和定子的旋转速度是同步的。
它能够稳定输出电力，并且具有较高的效率。
异步发电机是另一种常见的发电机类型，它的转子和定子的旋转速度有差异。
它具有启动性能好、结构简单等特点，在某些特殊情况下被广泛应用。
核电厂通常配备多台发电机，以保证稳定的电力输出。
3. 变压器变压器是核电厂的重要设备之一，它用于调节电压。
核电厂一般采用高压输电，然后通过变压器将电压升降到合适的水平。
变压器主要由铁心和线圈组成，通过互感作用来实现电压的变换。
在核电厂中，常见的变压器类型有油浸式变压器和干式变压器。
油浸式变压器是目前应用最广泛的变压器类型之一，它的线圈被浸泡在绝缘油中，以提高绝缘性能。
干式变压器则没有浸泡在绝缘油中，它的线圈采用绝缘材料进行绝缘，并且具有较好的防火性能。
变压器的主要作用是调整电压，确保核电厂产生的电能能够匹配电网的需求。
4. 断路器断路器是核电厂中的关键设备之一，它能够在电路发生故障时迅速切断电流，以保护设备和人员的安全。
断路器一般由触点和电磁机构组成，通过控制电磁机构的操作来实现断开和闭合电路。
在核电厂中，断路器常用于切断故障电流，避免火灾和电气设备损坏。
断路器的选择应根据负荷电流、工作电压和故障电流等参数来确定。
断路器的稳定性和可靠性对核电厂的安全运行至关重要。
5. 保护装置保护装置是核电厂中不可或缺的一部分，它能够对电气设备进行监测和保护。
保护装置一般包括过电流保护、过载保护、接地保护等功能。
核电复习题
核电厂电气原理与设备第一、二章复习题1．核电厂一次设备的作用及构成？2．核电厂二次设备的作用及构成？3．核电厂的电气设备在安全上是如何分级的？4．电弧是如何形成的？5．简述交流电弧的熄灭条件。
6．熔断器的作用是什么？7．简述熔断器的主要参数。
8．什么是熔断器的安秒特性曲线？9．简述高压断路器在电力系统中的作用及分类。
10．真空断路器有什么特点？11．SF6断路器有什么特点？12．断路器的操动机构的作用是什么？13．简述隔离开关的用途及特点。
14．在高压断路器和隔离开关之间为什么要设联锁装置？15．简述电气贯穿件的用途。
16．电气贯穿件密封体现在哪几个方面？17．简述避雷器的分类。
18．氧化锌避雷器的优点有哪些？第三章复习题1．低压开关柜分几类？主要特点是什么？2．简述固定式低压开关柜与抽屉式开关柜的结构特点。
3．简述中压接触器—熔断器组合电器特点及适用场合。
4．简述GIS封闭组合电器的优缺点。
5．为什么GIS封闭电器中隔离单元气体是互相不通的？6．发电机断路器使用有哪些优越性？7. 发电机断路器是如何分类的？8．简述发电机断路器的基本参数。
第四章复习题1．简述直流系统在核电厂中的作用。
2．直流系统一般分为几种电压等级？确定用电设备额定电压的一般原则是什么？3．直流系统一般由哪几部分组成？4．简述整流器的基本运行方式。
5．蓄电池充电一般采用恒压限流的充电方式，请简述恒压限流充电方式的特点。
6．直流系统接地有什么危害？7．为什么核电厂的重要设备采用UPS系统供电？第五章复习题1．简述变压器的基本原理。
2．变压器由哪些部件构成？这些部件的作用是什么？3．什么是变压器的励磁涌流？有哪些危害？4．变压器按用途分类有哪些？5．简述什么是变压器空载运行和负载运行。
6．为何电压互感器副边不允许短路？为何电流互感器副边不允许开路？7．变压器的冷却方式有哪些？8．变压器的调压方式有哪两种？9．什么是变压器空载电流？什么是变压器阻抗电压？10．简述变压器在不同负载状态下的运行方式。
核电厂电气系统-直流系统及不停电电源、事故保安电源
电气运行
第三节 事故保安电源
• 一、柴油发电机组的特点
• ( 1 ）柴油发电机组的运行不受电力系统运行的 影响，是独立的可靠电源。它起动迅速，能满足 发电厂中允许短时间断电的交流事故保安负荷的 要求。 • ( 2 ）柴油发电机组可长期运行，满足长时间事 故停电的供电要求。 • ( 3 ）柴油发电机结构紧凑，辅助设备较为简单， 热效率较高，因此经济性较好。
电气运行
• 二、蓄电池原理
•
发电厂的蓄电池组，是由许多个蓄电池相互 串联组成的，串联的个数取决于直流系统的工作 电压。常用的蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池 两种。
• 酸性蓄电池工作原理： •
电气运行
•
电气运行
• 三、充电设备 • 蓄电池只能用直流电源来充电，发电厂厂用电是交流 电。需要使用将交流电变为直流电的设备对蓄电池充电， 即整流设备，如硅整流器等。 目前，广泛采用硅整流器 作为直流电源蓄电池的充电设备。
电气运行
• 四、蓄电池和充电设备的运行 • （一）运行方式
电气运行
• 蓄电池组的运行方式有两种方式：一种是充放电方式，一 种是浮充电方式。 • （1）充放电方式：蓄电池经常接在直流母线上供负荷用 电，充电机组则断开。在充电时，起动充电机组，一方面 向蓄电池充电补充能量的储存（充电每两天进行一次）； 另一方面供经常性负荷用电。 • （2）浮充电方式：用浮充电机组、硅整流器或晶闸管整 流器作为浮充电源，浮充源与蓄电池并列运行于直流母线 上。浮充电源一方面供经常性的直流负荷用电，另一方面 以很小的电流向蓄电池充电，以补偿蓄电池自放电的损耗。 • 一般以采用浮充电的方式居多。
电气运行
• 其主要作用是为如下负荷提供直流电源： • (l）控制室及就地操作的主配电装置、厂用配电 装置的控制、信号回路，以及各级配电装置的断 路器控制回路等。 • (2）直流控制的各级厂用电动机的控制、信号回 路。 • (3）汽轮机、给水泵的直流润滑油泵及发电机直 流氢冷密封油泵的电动机。 • (4）事故照明网络。 • (5）继电保护及自动装置。 • (6）其他直流用电设备，如 UPS 、通信备用电源、
核电厂系统与设备
路漫漫其悠远
核电厂系统与设备
• 能动的安全性 必须依靠能动设备（有源设 备），即需由外部条件加以保证的安全性。
• 后备的安全性 指由冗余系统的可靠度或阻 止放射性物质逸出的多道屏障提供的安全 性保证。
路漫漫其悠远
核电厂系统与设备
• 固有安全性定义为：当反应堆出现异常工况 时，不依靠人为操作或外部设备的强制性干 预，只是由堆的自然安全性和非能动的安全 性，控制反应性或移出堆芯热量，使反应堆 趋于正常运行和安全停闭。
水送到高压安注泵入口，或当泵出口压力高
于一回路压力时直接注入一回路。
路漫漫其悠远
核电厂系统与设备
安全注入系统的主要参数
路漫漫其悠远
核电厂系统与设备
安注启动信号
• 高压和低压安注系统的触发信号由反应堆 保护系统给出。如果自动控制电路故障， 可由控制室手动启动。
• 中压安注系统不需要外电源或启动信号就 能快速响应。当反应堆冷却剂压力低于安 注箱的压力时就开始向一回路系统的冷段 注水，保证快速冷却堆芯。
• 手动启动。
路漫漫其悠远
核电厂系统与设备
启动信号触发后的保护动作
安注信号除立即启动RIS系统执行安注过程外， 还实施下列保护动作，包括：
• 反应堆紧急停堆（实际上应已停堆，这里是为 了确认），汽轮机脱扣；
• 启动应急柴油发电机； • 隔离主给水系统（ARE），并停运主给水泵； • 启动电动辅助给水泵；
核电厂系统与设备
路漫漫其悠远
2020/11/19
核电厂系统与设备
1 核反应堆的安全系统
• 在核电厂的设计、建造和运行过程中，必须 坚持和确保安全第一的原则。三哩岛和切尔 诺贝利两次重大事故的发生，使人们对反应 堆安全性提出了更高的要求。提出应以固有 安全（Inherent Safety）概念贯穿于核电厂 设计安全的新论点。
核电厂电气系统-核电厂厂用电
核电站电气系统
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
学习主要内容
第一章 概论
第二章 电气主接线
第三章 核电厂用电 第四章 互感器
第五章 成套配电装臵
第六章 短路电流分析计算 第七章 电气设备选择 第八章 控制室 第九章 核电厂的直流系统 第十章 电气信号监测及断路器控制回路 第十一章 电气设备的接地装臵 第十二章 同步发电机、变压器的运行及应急柴油发电机
• 380V IE 级电力系统：
• 本系统有 4 段母线， 380v 安全母线 I 段和II段， 由 6kv 安全母线I段分别通过 1 号和 2 号堆变供 电， 380v 安全母线III段和IV段由 6kv 安全母线 II段分别通过 3 号和4 号堆变供电。
• 由 380V 专设安全设施开关柜和配电屏馈电的设备 及由 380V 专设安全设施电动机控制屏供电的安全 重要电动机负载护用熔断器和热继电器构成的短路 和过载保护装等。
• (3)仪表和控制用电力系统
• 仪表和控制用电力系统向在短时或全部失去交流电源时仍 需工作的设备和系统提供可靠的220V交流电源。这些系统包括 反应堆紧急停堆系统以及某些其他非安全有关的负载，如电厂 计算机。 • 。
• (3)仪表和控制用电力系统
•
本系统设有四台单相逆变装臵，每一台逆变装 臵向每一个专设安全设施通道的 220V交流重要仪 表电源母线供给一个平稳的交流电源。 • 逆变装臵的输入是多重的：正常输入来自三相 50周波交流电（380V安全母线I-IV段），另有一个 备用 220V直流电源，由相应的专设安全设施通道 的220V直流母线供电（每一220V直流母线供给 2 台逆变装臵）。 如果一台逆变装臵退出运行，从 380V安全母线II段或IV段供电的一台380／220V自 动感应调压器将取代电力系统 ♦ 厂用变压器和启动变压器； ♦ 6kv 开关柜，工作母线I段和II段以及公用母线I段和 II段。 ♦ 6.3kV / 400v 堆用变压器（ 5 号， 6 号）、化水 变压器及工作变压器 ♦ 与 6kv工作母线 I 段和II段及与公用母线工段和II 段相连接的 380v 开关柜和配电屏。 ♦ 3 80v 电动机控制屏。
核电厂厂用电系统设计准则
核电厂厂用电系统设计准则一、引言核电厂是一种高度复杂的工业设施，其厂用电系统的设计至关重要。
厂用电系统不仅需要满足核电厂运行的基本需求，还需要保证电力的稳定供应，以确保核电厂的安全运行。
本文将介绍核电厂厂用电系统设计的准则，以确保系统的可靠性和安全性。
二、分析核电厂厂用电需求核电厂的厂用电需求主要包括设备的运行、控制系统、照明和通信等。
在设计过程中，需要充分考虑各项需求，并根据核电厂的特点进行合理的规划和配置。
1. 设备运行电力需求核电厂的设备运行对电力的稳定供应有着极高的要求。
在设计过程中，需要预估设备运行的电力需求，并确保系统的供电能够满足这些需求。
同时，还需要考虑设备的启动和停机对电力系统的影响，并采取相应的措施进行调节和保护。
2. 控制系统电力需求核电厂的控制系统是保证核反应堆安全运行的关键。
在设计过程中，需要确保控制系统的电力供应稳定可靠，并采取相应的备份和冗余措施，以应对可能发生的故障和事故。
3. 照明和通信电力需求核电厂的照明和通信系统对操作人员的安全和工作效率有着重要影响。
在设计过程中，需要合理规划照明和通信设施的布置，并确保其电力供应的可靠性和稳定性。
三、核电厂厂用电系统设计准则在核电厂厂用电系统的设计中，需要遵循以下准则，以保证系统的可靠性和安全性。
1. 多元化电源核电厂厂用电系统应采用多元化电源，包括主电源和备用电源。
主电源应具备足够的供电能力，备用电源应具备快速启动和切换的能力，以应对可能发生的故障和事故。
2. 电力负荷管理核电厂厂用电系统的电力负荷需要进行合理的管理和控制。
通过对负荷进行监测和调节，可以有效避免负荷过大或过小导致的电力供应不稳定和设备故障。
3. 电力传输和配电系统核电厂厂用电系统的电力传输和配电系统需要具备足够的容量和可靠性。
在设计过程中，需要合理规划电力传输线路和配电设施的布置，并采取相应的保护和调节措施，以确保电力的稳定供应。
4. 电气安全设施核电厂厂用电系统的电气安全设施是确保系统运行安全的重要组成部分。
核电厂三回路(循环水)系统设备
二、三回路系统主要设备
二、三回路系统主要设备
（四）循环水泵
二、三回路系统主要设备
（五）二次滤网
作用：是循环水系统的二次净化设备，除去 可能堵塞凝汽器管的杂物，保持凝汽器清洁 高效、安全经济运行。
DLT 581-1995 凝汽 器胶球清洗装置 和循环水二次过 滤装置
二次滤网结构图
工作原理
二、三回路系统主要设备
二、三回路系统主要设备
（三）板框式旋转滤网
二、三回路系统主要设备
（三）旋转滤网
鼓 形 滤 网
二、三回路系统主要设备
3）鼓形滤网的优缺点 过滤流量大，滤水效率高，但尺寸较大， 吃水深度浅， 安装精度高，对制造、安装及维护工艺 要求较高。 板框式滤网的优缺点 体积尺寸小，吃水深，维护保养方便， 但流量以及过滤效率相对偏低。
二、三回路系统主要设备
（三）一次滤网-旋转滤网与鼓形滤网
（1）一次滤网的作用 主要用于火电厂、城市给水排水和其他工业取水系统。通常设置在粗拦污栅后，滤 网的网孔净尺寸为5mm（可根据用户要求制定），用于清除循环水中未被前道细 格栅过滤掉的垃圾及污物，保障汽轮发电机及其他设备冷却用循环水的供给。 （2）一次滤网的分类 鼓形滤网 板框式旋转滤网
（六）胶球清洗系统
二、三回路系统主要设备
（六）胶球清洗系统-收球网
SD型-活动格栅 单板型收球网 SF型-活动格栅 分流型收球网 SL型-活动格栅 漏斗型收球网
二、三回路系统主要设备
（六）胶球清洗系统-胶球
要求：湿态直径比钛管内 径大1-2mm，富有弹性 且耐磨，湿态比重1.01.1 投球量：凝汽器单侧单流 程管数目的7-13% 收球率：正常投球，胶球 清洗系统运行30min， 收球15min，收回的胶 球与投入的胶球数的百 分比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.成套配电装置的特点
（1）、电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳内，相间和对地距离可以缩小，结构紧揍，占地面积小。
（2）、所有电器元件已在工厂组装成一整体，现场安装工作量大大减小，有利缩短建设周期，也便于扩建和搬迁。
（3）、运行可靠性高，维护方便
（4）、耗用钢材较多，造价较高。
2.发电机与配电装置的连接有三种方式，即用电缆、敞露母线、封闭母线连接。
3.电气主接线图一般画成单线图
4.核电厂主要有三种主接线：高压开关站主接线、发变组接线、厂用电接线。
5.在两组母线间，装有三个断路器，可引接二个回路，又称为二分之三接线。
6.双母线接线特点
（1）、检修任一组母线时，不会停止对用户连续供电。
（2）、运行调度灵活，通过倒换操作可形成不同的运行方式（3.）在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。
7.厂用耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。
8.厂用电系统的主要功能是在任何工况下：
（1）为核电厂的厂用点设备提供安全可靠的电源。
（2）并对与核安全有关的系统和设备提供应急电源，以确保核电站的安全运行。
励磁方式分为：用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；用硅整流器装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统
用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统用硅整流器将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。
同步发电机并联运行的优点
1.电能的供应可以相互调剂，合理使用
2.增加供电的可靠性
3.提高供电的质量，电网的电压和频率能保持在要求的恒定范围内
4.系统愈大，负载就愈趋均匀，不同性质的负载，互相起补偿作用。
5.联成大电力系统，有可能使发电厂布局更加合理。
同步电动机的异步起动方法
首先将同步电动机的励磁绕组通过一个电阻短接。
第二步，将同步电动机的定子绕组接通三相交流电源。
第三步，当同步电动机的转速达到同步转速的95％左右时，将励磁绕组与直流电源接通，则转子磁极就有了确定的极性，依靠转子磁场与定子磁场之间的吸引力将转子逐渐牵入同步。
首先将同步发电机的励磁绕组通过一个电阻短接
第二步将同步发电机的定子绕组接通三相交流电源
第三步当同步发电机的转速达到同步转速的95％左右时，将励磁绕组与直流电源接通，则转子磁极就有了确定的极性，依靠转子磁场与定子磁场之间的吸引将转子逐渐牵入同步。
配电装置应满足以下要求
1.保证运行可靠
2.便于检修、巡视、操作，装设防误操作的闭锁装置。
3.保证安全的前提下，电气设备布置应紧凑，力求节约材料和造价
4.安装和扩建方便
5.为了满足配电装置运行和检修的需要，间隔带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间空间大于最小安全净
距。
成套配电装置的特点
1.电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小
2.所有电器元件已在工厂组装成一整体，现场安装工作量大大减小，有利缩短建设周期，也便于扩建和搬迁。
3.运行可靠性高，维护方便
4.耗用钢材较多，造价较高。
双母线接线的特点
1.检修任一母线时，不会停止对用户连续供电
2.运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式
3.在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。