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摘 要：220V不间断交流电源LNA母线失电试验是M310型核电机组调试热态功能试验期间的一个试验项目，按照设计规定，LNA单列母线失电时不会导致反应堆停堆，但在福清核电2号机组实际进行失电试验时，曾出现LNA母线失电后，出现跨列跨通道停堆断路器分闸的情况，本文就是对此现象发生的原因进行研究，以供同类机组参考。
关键词：COC试验；LNA失电；RPN保护信号继电器
中图分类号：TM623.7 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0098-01
1 核电厂停堆断路器与保护信号
M310核电机组均采用8个停堆断路器，机组正常运行时8个停堆断路器均处于合闸状态，8个停堆断路器分为4组，每组2个，如RPA100/101JA为一组，对应于保护通道Ⅰ。DCS通过模拟量采集卡将现场运行信号送到RPS机柜中进行阈值比较处理后，阈值比较结果除了参与本通道表决逻辑处理外，还送到其他三个保护通道参与表决逻辑处理，这样，每个保护通道均执行“2/4”的表决逻辑处理，并将逻辑输出至停堆断路器失电跳闸线圈。
根据RPR逻辑图[1]，RPA100JA和RPA200JA同时断开或抽出、RPA101/201JA中的任一个与RPB101/201JA中的任一个同时断开或抽出、RPB100JA和RPB200JA同時断开或抽出，三个中任意满足一个都可以触发P4停堆信号。
2 LNA母线失电时，导致RPA100/101JA跳开的机理
实现反应堆保护功能的8个停堆断路器中，每个停堆断路器均设置有失电跳闸和带电跳闸两个线圈。紧急停堆自动逻辑采用失电动作的原则，来自驱动逻辑单元的自动停堆信号通过继电器逻辑控制电路作用于断路器的失励线圈，切断失励线圈的供电，引起停堆。
LNA母线失电时，仅作用与I通道停堆断路器的失电线圈。失电线圈连接RPC自动保护停堆逻辑的DO卡（该卡输出满足失电动作的原则）。失电动作原因是：I通道的停堆断路器跳闸信号是由放在Train A中RXM机架输出到停堆断路器的，当LNA失电时，I通道失电，此RXM机架与I通道机柜失去通讯，其输出模块DO输出将缺省为de-energized，此将能够使停堆断路器的失电线圈失电，从而打开I组停堆断路器RPA100/101JA，但不应打开其他的断路器，故不会停堆。
3 福清核电2号机组LNA失电试验未按预期动作现象分析
福清核电2号机组热态功能试验期间执行TP2COC56：LNA母线失电试验时，根据规程步骤断开LNA刀闸，LNA母线失电后，发现除RPA100JA、RPA101JA断路器按照预期断开外，RPB200JA、RPB201JA断路器也意外断开，导致停堆信号（P4）触发，根据规程，在LNA失电后应该只有本通道的断路器（RPA100JA、RPA101JA）由于失压线圈断电而跳开，且RPB200JA、RPB201JA为跨列跨通道分闸，非RPR逻辑及保护功能预期动作，故为意外故障分闸。
为查找分闸原因，经过多次间隔断开LNA电源，发现LNA失电有一定几率引起RPB100JA、RPB101JA、RPB200JA、RPB201JA分闸；在LNA恢复供电后，RPN机柜执行处理器复位操作时也有一定几率发生停堆断路器的跨通道分闸；在后续执行的LNB失电试验中，也引起了RPA200JA、RPA201JA的跨通道分闸；执行LNC、LND失电试验时未发现该现象。
根据RPRFD图，如果触发通道中的断路器打开逻辑，会产生相应KA报警从1E经FDSI到KIC显示，但在执行断电试验及出现意外分闸的情况下，试验执行人员并未在主控监控到相应报警出现。故问题产生初期，我们怀疑分闸原因并未通过逻辑触发到达下游，有可能是失电工况影响或干扰了部分机柜的卡件或网络通讯，导致分闸命令意外产生，但经分析，非失电通道的分闸命令处理机架由独立220VAC电源供电，经与电气技术人员确认，LNA失电不会影响其他通道的220VAC供电，故排除电气影响。
真实原因分析如下：源量程二取一逻辑，正常情况下RPN源量程中子注量率高RPN402XU停堆TRIP信号（B信号）和RPN源量程故障FAULT信号（A信号）均为0，在LNA失电时，会导致A信号和B信号均变为1，即为触发状态，FAULT信号为1会屏蔽TRIP信号，从而避免单通道试验或故障时引起停堆造成其他通道停堆断路器分闸。但假设TRIP信号先送至反应堆保护机柜（KCS机柜），FAULT信号在其后送至，该条件下就有可能触发短暂的分闸脉冲，是否触发要根据KCS的扫描周期与RPN的这两个信号触发时间来决定。KCS机柜CHANNEL机架的扫描时间为26～30ms之间，如果在一个扫描周期内监测到TRIP和FAULT的变化，对于控制器来说这两个信号是没有时间差的，如果在一个周期内监测到TRIP信号变化，但FAULT信号在2.4ms后产生，且正好被下一个周期所监测到，这样就造成了控制器在第一轮扫描周期内监测到TRIP产生而FAULT信号尚未变化，故触发分闸信号，第二轮扫描周期中监测到FAULT信号后复位TRIP信号，即造成停堆信号脉冲，从而通过KCS机柜向8台停堆断路器发出分闸脉冲。
后经连接录波仪验证，证实了确实是这种原因导致的单列失电导致跨列跨通道停堆断路器分闸。
4 改进措施
为避免在单列失电工况下触发跨列分闸，需要对RPN与KCS接口进行改进，我们采取方案如下：定期测试RPN中间量程与源量程继电器所有继电器属性，验证卡件失电情况下TRIP与FAULT信号产生的顺序，对于TRIP信号快于FAULT信号产生的继电器进行更换。在后续的COC失电试验中使用该方案进行了验证，未再出现过跨列分闸现象，这也再次验证了前述分析及改进措施的正确性。
参考文献
[1]冯 威，肖 鹏.《福建福清核电厂一期工程RPR系统手册第6.2节逻辑图》（RPRLD05）.
[2]余周峰，吴海龙.《RPN系统保护信号继电器特性检查》（FQX-RPN-M-I014）.
收稿日期：2018-7-22
作者简介：王世兴（1986-），男，河南许昌人，工程师，本科，主要从事核电站技术管理及COC/BAS及其它高风险瞬态调试试验组织和实施工作。
宋雨蒙（1989-），男，内蒙古乌海人，工程师，工程硕士，主要从事核电调试技术管理及高风险瞬态试验组织实施工作。
常向阳（1988-），男，汉族，河南洛阳人，工程师，本科，主要从事核电站DCS系统调试、反应堆保护系统调试等工作。
关键词：COC试验；LNA失电；RPN保护信号继电器
中图分类号：TM623.7 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0098-01
1 核电厂停堆断路器与保护信号
M310核电机组均采用8个停堆断路器，机组正常运行时8个停堆断路器均处于合闸状态，8个停堆断路器分为4组，每组2个，如RPA100/101JA为一组，对应于保护通道Ⅰ。DCS通过模拟量采集卡将现场运行信号送到RPS机柜中进行阈值比较处理后，阈值比较结果除了参与本通道表决逻辑处理外，还送到其他三个保护通道参与表决逻辑处理，这样，每个保护通道均执行“2/4”的表决逻辑处理，并将逻辑输出至停堆断路器失电跳闸线圈。
根据RPR逻辑图[1]，RPA100JA和RPA200JA同时断开或抽出、RPA101/201JA中的任一个与RPB101/201JA中的任一个同时断开或抽出、RPB100JA和RPB200JA同時断开或抽出，三个中任意满足一个都可以触发P4停堆信号。
2 LNA母线失电时，导致RPA100/101JA跳开的机理
实现反应堆保护功能的8个停堆断路器中，每个停堆断路器均设置有失电跳闸和带电跳闸两个线圈。紧急停堆自动逻辑采用失电动作的原则，来自驱动逻辑单元的自动停堆信号通过继电器逻辑控制电路作用于断路器的失励线圈，切断失励线圈的供电，引起停堆。
LNA母线失电时，仅作用与I通道停堆断路器的失电线圈。失电线圈连接RPC自动保护停堆逻辑的DO卡（该卡输出满足失电动作的原则）。失电动作原因是：I通道的停堆断路器跳闸信号是由放在Train A中RXM机架输出到停堆断路器的，当LNA失电时，I通道失电，此RXM机架与I通道机柜失去通讯，其输出模块DO输出将缺省为de-energized，此将能够使停堆断路器的失电线圈失电，从而打开I组停堆断路器RPA100/101JA，但不应打开其他的断路器，故不会停堆。
3 福清核电2号机组LNA失电试验未按预期动作现象分析
福清核电2号机组热态功能试验期间执行TP2COC56：LNA母线失电试验时，根据规程步骤断开LNA刀闸，LNA母线失电后，发现除RPA100JA、RPA101JA断路器按照预期断开外，RPB200JA、RPB201JA断路器也意外断开，导致停堆信号（P4）触发，根据规程，在LNA失电后应该只有本通道的断路器（RPA100JA、RPA101JA）由于失压线圈断电而跳开，且RPB200JA、RPB201JA为跨列跨通道分闸，非RPR逻辑及保护功能预期动作，故为意外故障分闸。
为查找分闸原因，经过多次间隔断开LNA电源，发现LNA失电有一定几率引起RPB100JA、RPB101JA、RPB200JA、RPB201JA分闸；在LNA恢复供电后，RPN机柜执行处理器复位操作时也有一定几率发生停堆断路器的跨通道分闸；在后续执行的LNB失电试验中，也引起了RPA200JA、RPA201JA的跨通道分闸；执行LNC、LND失电试验时未发现该现象。
根据RPRFD图，如果触发通道中的断路器打开逻辑，会产生相应KA报警从1E经FDSI到KIC显示，但在执行断电试验及出现意外分闸的情况下，试验执行人员并未在主控监控到相应报警出现。故问题产生初期，我们怀疑分闸原因并未通过逻辑触发到达下游，有可能是失电工况影响或干扰了部分机柜的卡件或网络通讯，导致分闸命令意外产生，但经分析，非失电通道的分闸命令处理机架由独立220VAC电源供电，经与电气技术人员确认，LNA失电不会影响其他通道的220VAC供电，故排除电气影响。
真实原因分析如下：源量程二取一逻辑，正常情况下RPN源量程中子注量率高RPN402XU停堆TRIP信号（B信号）和RPN源量程故障FAULT信号（A信号）均为0，在LNA失电时，会导致A信号和B信号均变为1，即为触发状态，FAULT信号为1会屏蔽TRIP信号，从而避免单通道试验或故障时引起停堆造成其他通道停堆断路器分闸。但假设TRIP信号先送至反应堆保护机柜（KCS机柜），FAULT信号在其后送至，该条件下就有可能触发短暂的分闸脉冲，是否触发要根据KCS的扫描周期与RPN的这两个信号触发时间来决定。KCS机柜CHANNEL机架的扫描时间为26～30ms之间，如果在一个扫描周期内监测到TRIP和FAULT的变化，对于控制器来说这两个信号是没有时间差的，如果在一个周期内监测到TRIP信号变化，但FAULT信号在2.4ms后产生，且正好被下一个周期所监测到，这样就造成了控制器在第一轮扫描周期内监测到TRIP产生而FAULT信号尚未变化，故触发分闸信号，第二轮扫描周期中监测到FAULT信号后复位TRIP信号，即造成停堆信号脉冲，从而通过KCS机柜向8台停堆断路器发出分闸脉冲。
后经连接录波仪验证，证实了确实是这种原因导致的单列失电导致跨列跨通道停堆断路器分闸。
4 改进措施
为避免在单列失电工况下触发跨列分闸，需要对RPN与KCS接口进行改进，我们采取方案如下：定期测试RPN中间量程与源量程继电器所有继电器属性，验证卡件失电情况下TRIP与FAULT信号产生的顺序，对于TRIP信号快于FAULT信号产生的继电器进行更换。在后续的COC失电试验中使用该方案进行了验证，未再出现过跨列分闸现象，这也再次验证了前述分析及改进措施的正确性。
参考文献
[1]冯 威，肖 鹏.《福建福清核电厂一期工程RPR系统手册第6.2节逻辑图》（RPRLD05）.
[2]余周峰，吴海龙.《RPN系统保护信号继电器特性检查》（FQX-RPN-M-I014）.
收稿日期：2018-7-22
作者简介：王世兴（1986-），男，河南许昌人，工程师，本科，主要从事核电站技术管理及COC/BAS及其它高风险瞬态调试试验组织和实施工作。
宋雨蒙（1989-），男，内蒙古乌海人，工程师，工程硕士，主要从事核电调试技术管理及高风险瞬态试验组织实施工作。
常向阳（1988-），男，汉族，河南洛阳人，工程师，本科，主要从事核电站DCS系统调试、反应堆保护系统调试等工作。