前言
??????? 發電廠根據所利用一次能源形式的不同，可分為火力發電廠、水力發電廠、核電廠、風力發電廠、太陽能發電廠等，其中核電由于能夠改善能源結構、減少環境污染、延長發電機組壽命、緩解交通運輸緊張等原因，在我國發揮越來越大的作用。目前，我國的核電方針也由原來的“適度發展核電”調整為“積極推進和發展核電”，體現了國家對核電發展的重視和認可。
??????? 百萬千瓦級的壓水堆核電站是國家早在1983年就已經明確的核電技術路線，其原型是從法國引進的M310壓水堆堆型，曾應用于我國大亞灣核電站的建設；其后的廣東嶺澳核電站是以大亞灣核電站為參考，根據運行經驗反饋進行了多項技術改進而實施的設計和施工；目前國內核電發展方向則是以第二代或二代半核電站為參考基礎，積極引進消化和應用第三代核電技術。湖北咸寧核電項目采用的就是第三代核電技術：AP1000（先進型壓水堆核電機組）。AP1000是美國西屋公司開發的一種雙環路1000 MW的壓水堆核電機組，采用的是一種“非能動型安全技術”，利用物質的重力、慣性，流體的自然對流、擴散、蒸發、冷凝等物理原理，無須外界動力驅動系統，只要相應的通風、冷卻水等支持系統，在緊急情況下，就能冷卻反應堆廠房并且帶走反應堆產生的余熱。這一技術被公認為是目前最安全、最先進的核電技術。
??????? 核電站和其它常規發電廠相比有一系列的特殊性， 這些特性要求電網必須給予重視和解決：(1)核電的安全問題具有廣泛的社會影響和政治影響，因此核電從設計、建造、調試、運行等方面有一系列嚴格的安全規范必須遵守；這些規范既使核電在沒有外部電源時，仍能保證核安全，同時也確保電網外部的條件不能削弱核安全的管理并有利于增強核電的安全性；(2)核電站本身的運行狀態，包括啟動、負荷調整、各種運行狀態及其轉換、外部電源和廠內電源的狀態，也必須遵守相應的強制性技術規范； 這些標準使電網在考慮核電的運行方式，調度核電機組時有所限制；(3)任何擁有和運行核電站的電網， 必須對核電站的要求給予充分的關注。包括在“黑啟動”（指電力系統在經受大的擾動或故障而發生大面積停電事故后，依靠本身的自啟動機組或依靠臨近電網的聯絡線支援，逐步恢復系統各運行元件和供電服務到正常運行狀態的過程。）及電網恢復計劃中，始終將恢復核電站廠外電源作為最優先的目標。因此，根據各個電網的特點，研究核電站的特殊要求，是設計并實施電網安全策略和恢復方案的一個重要問題。
??????? 1.? 核電站的特點
??????? 1.1? 核安全防護
??????? 核電站的核安全保障是基于3層次的縱深防御策略 ：(1)核燃料組件。核燃料組件包括核燃料物質和包殼。燃料物質采用化學性質非常穩定，在高溫(2000℃ 以上)環境下，仍能保持化學穩定，并對水不產生正反應的復合物質構成，這種物質確保一旦核燃料外泄時，不會產生更多的熱量；核燃料包殼采用化學性質非常穩定，耐輻射、耐高溫、耐腐蝕、傳熱性能優良的鋯合金制造，防止核燃料組件破壞，放射物質流入反應堆一回路中；(2)一回路壓力邊界。該壓力邊界主要由反應器外殼和一回路管道構成。放射物質一旦泄漏進入一回路中，即由厚度達數厘米的金屬外殼防護，防止放射物質進入反應堆中；(3)反應堆安全殼。厚達1m左右的鋼筋混凝土外殼將核島設備密封，作為核島的最后一道屏障，防止放射物質擴散至周圍環境中。最大限度地防止核事故對環境的影響。
??????? 為使核防御策略在核安全受到威脅時有效地發揮作用，核電站廠內外電源的有效性十分重要，廠用電源除確保核安全所需的關鍵設備有效工作外，還是核電站常規島，如發電機、汽輪機安全的重要保證。廠用電源在以下幾個方面有重要影響：
??????? (1)停機停堆。核電站一旦發生事故，如與電網解列，為避免事故擴大，防止核事故發生，將發電機組安全停機及將反應堆安全停堆是首要的工作。將發電機組安全停機的關鍵是機組的操作電源。機組的操作電源包括交流操作電源和直流操作電源。這些電源將提供停機所需的開關操作電源、潤滑油泵電源、交流操作電源及使機組安全停機的盤車電源。在盤車電源不可用時，應人工盤車。核電站的停堆是確保核安全的關鍵。只有可靠停堆，才能確保核反應產生的熱量最少，避免發生堆芯熔化等嚴重事故。在核反應堆設計中，為確保在核電站失去廠用電后，仍能實現停堆，采用通過失電釋放控制棒實現緊急停堆。而在廠用電可用的情況下，可實現正常的停堆，也能實現快速停堆。
??????? (2)余熱導出。僅將反應堆停堆并不能保證核安全，必須將核反應產生的熱量順利導出反應器，即從一回路導至二回路，才能確保反應堆的安全。在余熱導出過程中，廠用電源非常關鍵，廠用電源確保了一回路和二回路安全功能有效工作。
??????? (3)控制排放。一旦發生反應堆外殼破裂或一回路設備損壞的嚴重事故，確保安全殼的安全，防止放射物質向環境不受控制地排放， 必須進行有效地控制，包括對反應堆噴淋降壓及消污。在這個過程中，廠用電源必不可少。
??????? 此外，廠用電源還是大量控制設備可靠工作的基礎，因此，在核電站的安全防護體系中，廠用電源的可靠性十分重要。
??????? 1.2?? 廠用電系統
??????? 1.2.1? 電源
??????? 基于上述的考慮， 核電站的廠用電源設計采用高可靠性的原則，并作為核安全規范的一部分。該規范中與外部電源相關的最基本的要求是：
??????? 必須設立彼此獨立的廠外電源和廠內電源， 以確保對電廠安全有重要影響的設備的供電； 廠外電源必須由至少2個物理上獨立的電路將電網聯接到廠用安全母線上。
??????? 圖1是大亞灣核電站廠用電系統(6．6kV 及以上部分)的示意。在該核電站中，每一核電機組的廠用電系統由如下電源供電：(1)接于發電機機端26kV母線的廠用高壓變壓器，向2段6．6kV 廠用供電母線供電；(2)接于220kV 線路的2組輔助變壓器，分別向另外2段6．6 kV 廠用供電母線提供備用；(3)2組100％互為備用的廠內柴油發電機，向核電站提供應急電源。
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??????? 圖1 大亞灣核電站廠用電系統(6．6kV 以上部分)示意圖
??????? 該廠用電供電系統的設計完全滿足規范的要求：核電站廠用電在500kV電網可用時，完全由廠用高壓變壓器供電。而220kV輔助電源即提供了另一個物理上獨立的電路將廠用電安全母線聯接到外電源中。核電站廠用電系統除上述電源外，還包括主要用于操作機構供電和控制系統供電的直流系統，直流系統通常由蓄電池組和整流設備組成。