Особенности электроснабжения потребителей СУЗ рассмотрим на примере двух схем. В первой из них (рис. 2-11) все потребители СУЗ, включая и силовую часть нагрузки, отнесены к I группе по надежности питания. Во второй схеме (рис. 2-12) принято решение, позволяющее существенно уменьшить нагрузку на обратимые двигатель-генераторы, а значит, и на аккумуляторную батарею в режиме аварийного обесточивания, поскольку силовая нагрузка СУЗ в этом случае питается как обычный потребитель III группы. Рассмотрим схему электроснабжения на рис. 2-11. Питание всех потребителей СУЗ в этом случае производится от секций 0,4 кВ сети надежного питания I группы (см. также рис. 2-6).
Рис. 2-11. Принципиальная схема питания потребителей СУЗ от сети надежного питания 1 группы: 1— электродвигатели приводов СУЗ; 2— электромагнитные муфты стержней (кассет); 3 — системы управления; 4— указатели положения стержней (кассет); 5 — рабочие преобразователи на 48 в постоянного тока; 6 — резервный преобразователь на 48 в постоянного тока, 7— рабочий и резервный преобразователи на 36 в постоянного тока; 8 — рабочий и резервный трансформаторы 380/110 в; 9 — обратимые двигатели-генераторы; 10 — аккумуляторные батареи; 11 — прочие потребители I группы; 12 —панель питания СУЗ; 13—секция 0,4 кВ надежного питания I группы.
В нормальном режиме электроснабжение производится от системы через секции надежного питания 6/0,4 кВ, а в аварийном режиме — от аккумуляторных батарей через обратимые двигатель-генераторы с возможностью перевода на питание от дизель-генераторов после их запуска и принятия нагрузки сети надежного питания II группы. Питание отдельных приемников СУЗ обычно производится со специального щита, на котором имеются сборные шины всех необходимых напряжений. На шины, к которым присоединены потребители, допускающие перерыв электроснабжения на время АВР, питание подается по двум линиям (преобразователям, трансформаторам) со взаимным резервированием. Одна из таких линий включена в работу и находится под нагрузкой, а вторая находится в резерве и автоматически включается при исчезновении напряжения на рабочей секции 0,4 кВ надежного питания I группы или при повреждении рабочей линии, преобразователя, трансформатора (рис. 2-11). Примерами таких потребителей являются силовые цепи, цепи управления приводов СУЗ и указатели положения стержней.
В особом положении находится питание электромагнитов, удерживающих стержни (кассеты) АЗ, даже кратковременный перерыв питания которых может привести к остановке реактора. В этом случае применяется питание электромагнитов АЗ от двух параллельно работающих независимых источников, получающих питание от разных секций (рабочей и резервной) сети надежного питания I группы.
Для того чтобы короткие замыкания на одной из секций сети надежного питания I группы не приводили к обесточиванию электромагнитов и потребителей другой секции, а также чтобы повреждения в цепях постоянного тока питания электромагнитов не отражались на питании потребителей секций надежного питания, применяются различные способы электромагнитной развязки.
Рис. 2-12. Принципиальная схема питания: а — силовой нагрузки СУЗ как потребителя III группы; б — цепей управления и удерживающих электромагнитов как потребителей I группы
1 — рабочие вводы 0,4 кВ; 2 — рабочие секции 0,4 кВ; 3 — резервная секция 0,4 кВ; 4 — рабочие преобразователи низкой частоты; 5 — резервный преобразователь низкой частоты; 6 — рабочие выпрямители; 7—резервный выпрямитель; 8 — рабочие секции 115 в 4 Гц; 9 — резервная секция 115 в, 4 Гц; 10 — рабочие секции 60 в; 11 — резервная секция — 60 в; 12, 13 — реактивные синхронные двигатели приводов СУЗ (четные и нечетные номера); 14 — трансформатор 400/115 в; 15 — рабочая секция 115 в; 16, 17— вводы от рабочей и резервной аккумуляторных батарей; 18 — шины питания удерживающих электромагнитов АЗ; 19 — шины цепей управления СУЗ; 20 — диоды
В частности, на схеме рис. 2-11 такая развязка выполнена путем применения двух параллельно работающих на напряжении 48 в двигатель-генераторов (5). Резервный двигатель-генератор (6) используется в качестве ремонтного, при этом предусматриваются блокировки, исключающие объединение секций на напряжение 48 в и 380 в. Вместо двигатель-генераторов могут быть использованы и более надежные статические преобразователи (трансформаторы с управляемыми выпрямителями), их включают по такой же схеме.
В системах управления и защиты современных энергетических реакторов имеется тенденция создания универсальных регулирующих органов, одновременно выполняющих и функции регулирования, и компенсации изменении реактивности, и аварийной защиты [8]. Аварийную защиту реактора также стремятся осуществить не путем немедленной остановки цепной реакции деления сбросом в активную зону всех стержней аварийной защиты, а путем менее резких воздействий, выбирая вид защиты в зависимости от тяжести аварийной ситуации [2, 3, 8]. Так, например, в водо-водяных реакторах аварийная защита бывает четырех родов [8].
1. АЗ-1 осуществляется путем сброса всех универсальных кассет регулирования и защиты в активную зону. Такая защита работает при наиболее тяжелых авариях и, в частности, при аварийном обесточивании. 2. АЗ-П осуществляется путем управляемого введения всех кассет в активную зону с определенной скоростью, примерно на порядок меньшей, чем при АЗ-1. 3. АЗ-111 осуществляется путем управляемого введения в активную зону только той группы кассет, которая до действия защиты участвовала в автоматическом регулировании мощности.
- A3-IV осуществляется путем остановки и запрещения выведения из активной зоны группы кассет, участвующих в автоматическом регулировании.
Все это находит отражение и в схеме питания приводных электродвигателей СУЗ, выполняемых для реакторов с водой под давлением, как правило, в виде реактивных синхронных электродвигателей. В схемах электроснабжения такой системы (рис. 2-12) используются следующие напряжения: трехфазное, регулируемое по величине и частоте (115 в, 4 Гц в номинальном режиме), для питания реактивных синхронных электродвигателей, с помощью которого производится регулирование скорости в широких пределах и стоянка под током; однофазное переменное напряжение (110 в, 50 Гц) для питания датчиков положения кассет и ионизационных камер; постоянное напряжение (60 в) для питания реактивных синхронных двигателей в режиме стоянки; постоянное напряжение (220 в) для питания удерживающих электромагнитов АЗ и цепей управления. Питание силовых цепей СУЗ (рис. 2-12) осуществляется по двум рабочим линиям от специальных трансформаторов СУЗ 6/0,4 кВ. Каждая линия питает свою рабочую секцию 0,4 кВ (2), а от одной из рабочих секций питается резервная секция 0,4 кВ (3).
От рабочих и резервной секций происходит электроснабжение двух рабочих и одного резервного преобразователя низкой частоты (ПНЧ) и такого же числа выпрямителей (В). Каждый преобразователь и выпрямитель имеет свои секции, причем схема коммутации выполнена так, что осуществляется взаимное резервирование питающих линий 0,4 кВ, а любой из рабочих ПНЧ или выпрямителей может быть заменен резервным.
Реактивные синхронные двигатели СУЗ разделены па две половины (четную и нечетную) и подключены каждая к своим рабочим преобразователям низкой частоты и выпрямителям. При работе реактора в регулировании участвует только несколько кассет, объединенных в одну группу; эти электродвигатели получают питание от преобразователей низкой частоты. Остальные электродвигатели подключены к выпрямительным устройствам и находятся в заторможенном состоянии. При подходе группы регулирующих кассет к крайнему нижнему или верхнему положению в работу автоматически включается очередная группа кассет. При АЗ второго рода все электродвигатели переключаются на ПНЧ и вводятся в активную зону со скоростью, обеспечиваемой при наивысшей частоте преобразователя (4 Гц). При АЗ I рода питания силовых цепей не требуется.
Цепи управления и питания электромагнитов питаются от аккумуляторных батарей (рис. 2-12,6) по двум линиям (16 и 17), постоянно находящимся в работе. Цепи управления СУЗ относятся к потребителям I группы, но допускают перерыв питания на время действия АВР; поэтому их шины (19) получают питание от рабочей батареи. Что касается цепи питания удерживающих электромагнитов АЗ, то даже кратковременный перерыв питания приведет к срабатыванию АЗ I рода. Чтобы исключить потерю реактора при повреждениях в цепях питания одной из батарей и на шинах цепей управления СУЗ, применяют электромагнитную развязку с помощью указанных на рис. 2-12,6 диодов. Наоборот, одновременное исчезновение напряжения от обоих аккумуляторных батарей приводит к обесточиванию удерживающих электромагнитов и срабатыванию АЗ I рода.
Как видно из рис. 2-12, при такой схеме питания силовая нагрузка СУЗ исключается из числа потребителей I группы.
