核电厂的电气主接线
• 发电机变压器单元接线
• 升高电压侧接线
• 厂用电接线
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，
通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分
配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。
电气主接线代表发电厂和变电站电气部分的主体结构，汇集电能和分配电能，
是电力系统网络结构的重要组成部分。
电气主接线中一次设备的数量、类型、电压等级、设备间的相互连接方
式，及与电力系统连接情况，反映发电厂或变电站的规模和在电力系统中的
地位。
电气主接线形式对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置配
置起着决定性作用，直接影响系统运行可靠性、灵活性、经济性。
发电机电压接线
• 因核电厂的单台发电机容量大,每年有
一定的换料期,发电机电压接线不需经
常倒闸.经常采用无汇流母线发电机-变
压器单元接线。
• 特点：
1）接线简单，运行可靠，灵活，故障影响
范围小；
2）设备元件少，维护工作量少
3）继电保护简单
4）主变故障影响发电机送电
启/备变
当机组启动完毕，部分厂用电负荷要有启/备变转
到工作厂变，在切换过程有几个周波的停电时间
发电机出口不装断路器
大型发电机与变压器之间的连接采
用分相封闭母线
发电机回路的实例
采用封闭母线的优点
1 减少接地故障，避免相间短路，离相封闭
母线因有外壳保护可消除外界潮气、灰尘以
及外物引起的接地故障，母线采用分相封闭
也杜绝相间短路的发生。
2 消除钢结构发热，离相封闭母线采用外壳屏
蔽可从根本上解决钢结构感应发热的问题
3 减少相间短路电动力，由于外壳上涡流和
环流的双重屏蔽作用使相间导体所受的短路
电动力大为降低。
4 提高运行的安全可靠性。防止绝缘子结露同
时采用测氢和测温等装置其测量信号可就地显
示或传至DCS系统，提高运行的安全可靠性，
母线封闭后也为采用通风冷却创造了条件
5 封闭母线由工厂成套生产质量有保证，运行维护
工作量小施工安装简便而且不需设置网栏简化了对
土建的要求条件
6外壳在同一相内包括分支回路采用电气全连
式并采用多点接地使外壳基本处于等电位，
接地方式大为简化并杜绝人身触电危险。
某核电厂发电机主回路接线
G
QF1
QF2
QF3
发电机出口装设断路器
主变
工作厂变接至升压侧的接线方式
主变
G
QF4
QF3G QF3G
工
作
厂
变
QF2
升高压侧接线
• 升高压侧接线是指主变高压侧与进出线母
线主体的接线部分。
• 升高压侧接线由核电机组的数量、容量、
出线数目、电压等级等因素确定。
• 目前国内核电厂升高压侧接线方式
1 .双母线接线
2.一台半断路器接线
一台半断路器接线
G G
400KV 500KV
900MW
900MW
900MW
四、一个半断路器接线
• 1.接线特点
• 2.优缺点分析
• 3.典型操作
• 4.适用范围
(1)具有高度的供电可靠性。当母线发生短路
故障时，只有与故障母线相连的母线断路器跳
闸，不影响任何回路供电。在事故与检修相重
合的情况下，停电回路数不会超过两回。
(2)运行调度灵活。任何一回路停送电时互不
影响，使运行调度十分灵活。
(3)操作检修方便。该接线中隔离开关仅作为
隔离电器。当任一组母线需要停电清扫或检修
时，回路不需要切换。任何一台断路器检修，
各回路仍按原接线方式运行，也不需要切换。
。
广泛应用于进出线回路数
为6回及以上，在系统中占重要
地位的大型发电厂和变电站的
330～500kV的配电装置中。
有两组母线，每一回路经一
台断路器接至一组母线，两个回
路间有一台断路器联络，形成一
串，每回进出线都与两台断路器
相连，而同一串的两条进出线共
用三台断路器。
正常运行时，两组母线同时
工作，所有断路器均闭合。
动画点击
C:%5CDocuments%20and%20Settings%5Clzy%5C%E6%A1%8C%E9%9D%A2%5C%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9%
一、双母线接线
• 1.接线特点
• 2.优缺点分析
• 3.适用范围
两组母线通过母联断路器连接；每一
条引出线和电源支路都经一台断路器与两
组母线隔离开关分别接至两组母线上。
（1）可靠性高
（2）灵活性好
（3）扩建方便
（4）检修出线断路器
时该支路仍然会停电
（5）设备较多、配
电装置复杂，易引起
误操作，投资和占地
面积也较大
（1）6～10kV短路容量大，有
出线电抗器的装置；
（2）35～60kV出线超过8回或
电源较多，负荷较大的装置；
（3）110～220kV出线为5回及
以上，或者在系统中居重要位
置、出线为4回及以上的装置。
4.典型操作: I母线运行转检修操作
1）正常运行方式：两组母线并联运行，L1、L3、5QF接I母线，
L2、L4、6QF接II母线。
确认0QF在合闸运行，
取下0QF操作电源保险，
合上52QS，断开51QS，
合上12QS，断开11QS，
合上32QS，断开31QS，
投上0QF操作电源保险。
断开0QF，查0QF已断开，
断开01QS，断开02QS，
退出I母线电压互感器，
按要求做好安全措施，
对I母线进行检修.
2）正常运行方式：I母线为工作母线，Ⅱ母线为备用母线。
合上01QS和02QS，
合上母联断路器0QF，
取下0QF操作电源保险，
合上52QS，断开51QS，
合上62QS，断开61QS，
合上12QS，断开11QS，
合上22QS，断开21QS，
合上32QS，断开31QS，
合上42QS，断开41QS，
投上0QF操作电源保险，
断开母联断路器0QF，
断开01QS和02QS。
• 核电站的电气系统
– 一般包括发电机回路、电力输送系统和厂用电系统，
其中发电机回路和和输送电系统与大型火电厂基本相
同，厂用电系统有其特殊要求
• 为保证核电站安全，它应具有高度可靠性.
• 对核安全至关重要的设备需要多重配置
• 对厂用电系统安全分级（1E级和非1E级），对安全
级设备在设计、制造、鉴定实验和抗震要求等方面
都有严格的要求。
核电厂厂用电系统
• 功能：
–核电站厂用电系统不仅保证反应堆在停堆、
启动、功率运行、维修、换料等正常工况下
向相关负荷提供合格的电能，并保证在预计
运行事件、事故工况期间和事故工况之后按
要求向安全系统本身和其它指定的安全重要
物项提供可靠的电源，以确保它们能够可靠
地执行其安全功能。
厂用电系统的组成
厂用交流电力系统
非1E交流电力系统
1E交流电力系统
应急交流电力
系统
不间断应急交
流电力系统
厂用直流电力系统
非1E直流电力系统
1E直流电力系统
1.失常、事故等的例子
自然现象
地震 雨、冰和雪
风 洪水
台风 雷击
龙卷风 极端温度条件
假设现象
1.假设事故环境（湿度、温度、压力、化学性能和辐射）；
2.火灾；
3.事故产生的飞射物、甩管；
4.消防系统运行；
5.事故产生的洪水、喷淋或喷射；
6.假设丧失优先电源并同时发生以上1）～5）中的任一事件
7.假设丧失全部交流电源（全厂断电）；
8.单个设备失常；
9.能引起多个设备失常的单个动作、事件、部件故障或电路
故障；
10.单个设备维修停役。
优先电源由从输电系统到安全级配电系
统的两条或两条以上的电路组成。优先
电源不属于安全级系统。
优先电源供电回路可以在所有运行工况
下使用，向电厂安全级和非安全级母线
供电。每一个优先电源，其容量应能同
时提供预计的安全级和非安全级稳态和
瞬态最大负载要求
备用电源系统在失去优
先电源的情况下为所需
的安全系统提供电能
每个备用电源都应设有自
动地与一个安全级负载组
相连接的设备，但不允许
设有自动地与任何其他冗
余负载组进行连接的设备。
如果备有非自动的相互连
接手段，则应设置避免冗
备用电源并联运行的措施。
优先电
源失电
后，备
用电源
应在与
安全功
能要求
相一致
的时间
内投入
使用。
a）安全级电气负载应分成两个或两个
以上的冗余负载组；
b）每个负载组的保护动作应独立于冗
余负载组提供的保护动作；
c）每个冗余负载组应能接至由一组或
多组蓄电池和一个或多个蓄电池充电器
组成的电源；
d）每个负载组应有自己的蓄电池充电
器，并且没有自动的相互连接设备。如
果在设计基准工况下，负载组失电产生
的后果可以接受，则两个或两个以上的
充电器可共用一个交流电源；
e）蓄电池应设有在冗余蓄电池之间使
共因故障减至最小的设施
一个备用电源中的任何部
件的故障，不得危及冗余
的备用电源执行所要求的
安全功能的能力
典型的安全功能和安全级电力系统之间的关系。
M
6KV工作 I段
5#
堆
变
某核电厂非1E级电力系统
化
水
变
M
6KV工作 II段
2#
工
作
变
6KV公用 I段
6KV公用 II段
净
水
I段
动
力
变
压
器
净
水
II段
6KV
安全
I段
6KV
安全
II段
L1 L2 L3
非1E级电力系统
（１）厂用变压器和启动／备变压器
（２）工作母线Ⅰ、Ⅱ段和公用母线Ⅰ、Ⅱ
段
（３）堆用变压器（５＃６＃）和工作变压
器
（４）相应的配电装置（中压和低压）
1E级电力系统
• 应急柴油机组１＃、２＃、３＃
• ６KV安全母线（专设安全设施开关柜）
• 堆用变压器（１＃、２＃、３＃、４＃）
• 380V安全母线（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段）
安全 Ⅳ段
计算机
电源
G
6KV安全 I段
G
G
6KV安全 Ⅱ段
G
G
G
G
1# 2# 3# 4#
1# 2#G
3#G
安全 I段 安全 Ⅱ段 安全 Ⅲ段
∽ －∽
直流B段
∽ －∽
直流A段G
- ~
-
~ ~ ~~
重要仪表
电源
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
１＃ ４＃３＃５＃
Ａ Ｂ
工作I段
工作 Ⅱ段 公用 I段 公用 Ⅱ段
应急柴油机组
• 每一个专设安全设施通道由一台机组供电，第三
台作为公用的检修备用．
• 当厂外电源丧失时，应急柴油机组作为其各自的
专设安全设施通道的一个独立电源；
• 每台机组有足够的容量按要求的启动顺序启动和
满足所有专设安全设施和紧急停堆负荷的需要．
• 应急柴油机组的启动在主控室或就地完成．
• 应急柴油机组的自启动：下列任一个信号可使应
急柴油机组自启动
（１）自动安全注入信号
（２）按钮发出安全注入信号
（３）由应急柴油机组供电的６KV母线失压(在失
去所有厂外电源时)
厂用直流电力系统
• 非1E级直流电力系统
• 1E级直流电力系统
直流24V
直流220V
厂用电负荷
• 核电厂运行中需要很多的机械设备、控制
设备、监测、照明等为自身发电服务。核
电厂的厂用电是指在正常启动、运行、停
堆、检修以及事故停堆过程中自身所需的
电力负荷。
• 各类电厂厂用电比例
水电：-2%
火电和核电:5-10%
大多数负荷是泵,其次为电加热元件和送排风
机
厂用电负荷
• 一回路主系统主要负荷:主泵和电加热器
• 一回路辅助系统主要负荷
化学和容积(化容)控制系统负荷:两台离心式上充泵(数百千瓦)两台
往复式上充泵(数十千瓦)
安全注入系统负荷：高压注入泵４台（ (数百千瓦)；低压注入泵２台
（ (数百千瓦)
安全喷淋系统负荷
停堆冷却系统负荷
安全壳隔离系统电源负荷
安全壳空气净化系统电源负荷
设备冷却水系统负荷
二回路主系统主要负荷：电动主给水泵（数兆瓦）
凝结水泵等
电厂配套设施（ＢＯＰ）负荷：循环水泵（数兆瓦）
核电厂厂用电运行
• 限制条件
1)６KV工作母线任何一段失电,紧急停堆;
2)失去一个厂外电源
失去一个厂外电源,电站运行72小时,超过72小时,降功率,且在6小时热停堆,
在后30小时冷停堆
3)失去一个厂内电源
4)失去一个厂外电源,同时又失去厂一个厂内电源
电站允许运行12小时。应在12小时恢复一个电源，在60个小时恢复第二个电源。
如在12小时无法恢复一个电源，手动降功率且在6小时使电站处于热停堆，在
以后的30小时内处于冷停堆
5）失去两个厂外电源
24小时恢复一个厂外电源，若恢复不了，6h内热停堆，若恢复一个，按照失
去一个厂外电源处理。
失去两个厂外电源的概念：1）启/备变故障，而6KV公用母线切换均失败；
2）L-3断开，而6KV公用母线切换均失败；3） 两个6KV公用母线均失电
7)二回路直流电源的整流设备发生故障
应迅速把备用整流器投入,两台整流设备故障时,则应在2h恢复一台,
若无法恢复,则应在2h内手动降功率至安全功率.
8)二回路直流电源的蓄电池发生故障应迅速退出运行
注意:整流设备和蓄电池同时退出,同时将一回路引入的备用电源投入,
在1h内手动降功率至安全功率
9)一回路直流电源故障
(1)一段220V或24V直流母线失电,应在2h内恢复,否则6h内热停堆.,以
后30h内处于冷停堆
(2)一个220V或24V蓄电池或两个整流器均停止工作,应在2h内恢复否则
6h内热停堆.,以后30h内处于冷停堆
10)发电机励磁柜冷却水系统断水
应在20分内打开所有整流柜的前后门,48小时恢复供水.
运行方式
• 核电厂的厂用电主接线没有统一模式.因而
运行方式不同.主要有以下几种运行方式.
1)启\停堆运行方式
2)正常运行方式
3)异常运行方式
启、停堆运行方式
• 正常启堆
(1)启/备变及高压工作变工作正常,公用母线、安
全母线、工作母线供电正常
（2）包括备用专线在内的两回进线供电正常
（3）柴油机组状态良好
（4）一回路、二贿赂主辅设备状态良好，应急电力
系统设施通道完好
• 正常停堆
同上
安全 Ⅳ段
计算机
电源
G
6KV安全 I段
G
G
6KV安全 Ⅱ段
G
G
G
G
1# 2# 3# 4#
1# 2#G
3#G
安全 I段 安全 Ⅱ段 安全 Ⅲ段
∽ －∽
直流B段
∽ －∽
直流A段G
- ~
-
~ ~ ~~
重要仪表
电源
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
１＃ ４＃３＃５＃
Ａ Ｂ
工作I段
工作 Ⅱ段 公用 I段 公用 Ⅱ段
厂用工作母线由厂
用变压器高压工作
变供电
公用母线由启
/备变供电
安全母线由公用段
供电
公用母线和工作母
线的联络开关处于
断开位置
厂内备用电源，如
柴油机组接于安全
母线，处于冷备状
直流系统，不间断
交流电力系统接于
各自的安全通道上
异常运行方式
• 异常运行方式是指应急电力系统由于某些
通道和设备的故障，使安全性能下降；或
者是由热停堆向冷停堆过度的运行方式。
1）公用段母线失电
2）热停堆向冷停堆过渡
3）低频率下的运行方式
4）低压下的运行方式
5）电厂解列运行方式
6）惰转运行方式
公用段母线失电
公用段
6KV故
障
启/备变
故障
L-3故障
跳闸
跳公用
段6KV
进线开
关
启动柴油机等待
一定的延时9s
切换
成功
失败 跳安全母线进线开关
由6KV工作母线供电
热停堆向冷停堆过渡
• 除按正常方式供电外，此时可由启/备变向
工作母线供电，但应手动操作联络开关
低频率下的运行方式
一回路低频保
护动作
停堆
发电机与系统解列
禁止6KV母线切换
励磁系统工作
低压下的运行方式
• 电磁转矩与电动机的端电压的平方成正比,
当电压降到额定电压的时,电磁转矩
只有额定电压的,电压下降严重时,
电机会过热乃至烧毁,作为反应堆间接保护
措施,当公用母线上的电压降至允许值时经
延时后与系统解列,停堆.
电厂解列运行方式
• 解列运行方式是指由于某种原因，发电机
只带厂用负荷运行，引起解列的原因如下：
1）自动解列（L-1 、L-2 开关失灵保护动作）
2）手动解列
A）L-1 、L-2 开关跳闸，
Ｂ）频率在４８之间,公用母线电压在-
之间(请示总调度)
C)频率在４-48Hz之间,公用母线电压在
解列后允许运行时间,根据气轮机和旁路系统的情况确定,如
果解列成功,电网故障消除后再并网,解列失败,热停堆.
惰转运行方式
• 惰转运行方式是指利用汽轮机组的惯性能
量的发电方式,通常在在失去厂内和厂外电
源紧急停堆时,延长一回路泵等负荷的工作
时间,尽可能使堆心温度冷却下来.惰转结
束进入正常停堆或热(冷)停堆.
• 下列情况不允许使用惰转能量:
• 1)励磁系统故障
• 2)发电机\主变故障
• 3)汽轮机故障
• 4)高压厂变故障或工作母线故障
