岭澳二期核电站数字化反应堆保护系统(3)

核电站控制保护

刘宏春等：岭澳二期核电站数字化反应堆保护系统 3

的可用性，岭澳二期核电站反应堆保护系统设计了表决逻辑退化处理功能。

岭澳二期核电站数字化技术的一个重要特点就是引入了软件，在软件中设置诸如对保护输入变量进行量程校验、对4个冗余的输入变量(或者是3个，根据仪表冗余度而定)进行互相比较等功能，能够方便地检测出保护仪表通道是否处于故障状态。另外，如果APU上游的某个仪表通道正处于试验状态，将由其送出一个表征通道试验的状态信号到相应的信号采集处理单元APU。

APU在获悉某个测量仪表通道处于故障或者试验状态之后，将对由此通道送出的保护信号附上一个“试验或故障状态”的属性，送往下游的逻辑处理单元ALU。

如果故障发生在某个采集处理单元APU内，那么通过自检，系统将识别出该APU单元。

当ALU获悉上游的保护仪表通道由于故障或者试验而不可用时，将自动进行表决逻辑的退化处理。例如，对于“2/4”表决逻辑，如果4个保护通道中某一个通道不可用，那么表决逻辑将自动地从“2/4”退化到“2/3”，如果两个通道处于不可用状态，表决逻辑将退化到“1/2”，此时，如果再出现一个通道不可用，“1/2”表决条件将满足，系统将发出保护信号。

考虑到“2/3”退化到“1/2”之后可能会在一定程度上增加系统的误动概率，在设计上考虑了尽量避免由“2/3”直接退化到“1/2”。因此，对用于“2/3”表决逻辑的保护信号，每个多样性子组的两个APU单元将同时采集。如果是某一通道内同一子组中的某个APU由于故障或维护而变得不可用，该子组内的另一个APU将继续执行信号采集处理功能，表决逻辑不进行退化。只有当某一通道内的某个子组全部不可用时，例如，APU的上游处于故障或者试验或者该子组的两个APU单元都不可用，表决逻辑才从“2/3”退化到“1/2”。

3.2 接口方式的设计

数字化设备的引入使得保护系统的内、外部接口不再只采用单一的硬接线技术，而同时选用了目前被广泛用于计算机通讯的网络通讯技术。保护系统内部信号的连接采用光纤通讯网络SINEC L2、SINEC H1及硬接线3种形式；保护

系统与外部系统的接口采用光纤网络和硬接线两种方式实现。

(1)光纤网络：即将外部系统所需数据通过传输单元(TU)、网关经SINEC H1网络送到电厂总线网络，目标系统将从电厂总线网上获取其所需的信息。这主要是针对信号的接收方对信号的响应时间要求不高、同时又与保护系统可以进行网络通讯的情况，如送到主控制室进行报警和显示的信号。

(2)硬接线：这主要是针对那些对响应时间要求高，或者信号接收方无法与保护系统进行网络通讯的情况。例如，由于响应时间的要求，保护系统送到蒸汽排放(GCTc)系统，参与GCTc控制的信号采用了硬接线。

虽然光纤通讯处理器的处理时间会在一定程度上增加保护系统的响应时间，但是光纤网络增强了信号隔离功能，降低了信号衰减，延长了信号的传输距离，减少了电磁干扰，极大地减少了电缆的数量。

3.3 停堆断路器

考虑到“2/4”表决逻辑在减少误动和拒动的概率方面优于“1/2”表决逻辑，因此，为了增加紧急停堆的可靠性和减少误停堆概率，设计了8个停堆断路器的结构用于控制停堆(图2)。8个停堆断路器平均分配在4个组中，即AX、AY、BX、BY。 A系列控制AX、AY两组断路器，B系列控制BX、BY两组断路器。4组断路器采取“2/4”的方式控制停堆。即AX、AY、BX、BY中有两组或者两组以上断路器打开，控制棒线圈将失去供电，保持钩爪打开，靠自重插入堆芯，从而实现安全停堆。

图2 停堆断路器的组合连接图

Fig. 2 Connection of Reactor Trip Breakers

3.4 保护系统的多样性设计

为了减缓共模故障可能带来的后果，岭澳二期核电站反应堆保护系统广泛采用了多样性的设计，如设备的多样性、功能的多样性和软件多样性。岭澳二期核电站反应堆保护系统的多样性设

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