目前，國(guó)內(nèi)核電廠的供電電源較為豐富，具有一定的為核安全提供縱深防御的能力，但在嚴(yán)重事故下，如發(fā)生多電源共模失效，缺少終極手段緩解事故的能力。核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組布置于＋0.8m標(biāo)高（未作特殊說(shuō)明均為相對(duì)標(biāo)高），附加柴油發(fā)電機(jī)組及SBO柴油發(fā)電機(jī)組布置于＋0.3m標(biāo)高，主要中低壓電氣柜布置于電氣廠房（標(biāo)高＋7.00m）?？紤]到目前在建電站廠址標(biāo)高均在8.5m之上，可見(jiàn)其中低壓電氣柜等主要配電設(shè)備絕對(duì)標(biāo)高均在15.0m以上，對(duì)海嘯、洪水等重大水淹外部事件有一定的抵御能力；但柴油發(fā)電機(jī)組絕對(duì)標(biāo)高在9.0m左右位置，存在發(fā)生重大自然災(zāi)害（海嘯、洪水等）時(shí)應(yīng)急電源系統(tǒng)出現(xiàn)“共模故障”的風(fēng)險(xiǎn)。

一、設(shè)備概述

針對(duì)日本福島第一核電站的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，比照國(guó)內(nèi)某核電廠應(yīng)急供電系統(tǒng)的基本情況，對(duì)應(yīng)急供電應(yīng)從加強(qiáng)電源配置，提高發(fā)電機(jī)組縱深防御能力，在核電廠內(nèi)設(shè)置專(zhuān)用電源設(shè)備，避免在嚴(yán)重事故的情況下從外部調(diào)動(dòng)移動(dòng)電源可達(dá)性具有不確定性的問(wèn)題，降低“共模故障”風(fēng)險(xiǎn)。

（1）增設(shè)380V移動(dòng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組

從現(xiàn)有供電策略和法國(guó)《900MW壓水堆核電站設(shè)計(jì)建造規(guī)則》（RCC-P）規(guī)程來(lái)看，在全廠失電工況下，首先是需啟動(dòng)SBO柴油發(fā)電機(jī)組；隨后需盡快恢復(fù)供電，解除故障。從加強(qiáng)全廠失電后的電源保障的角度，應(yīng)考慮在廠內(nèi)增設(shè)1臺(tái)長(zhǎng)期備用電源，為水壓試驗(yàn)泵、廠內(nèi)部分測(cè)量、監(jiān)視及控制負(fù)載進(jìn)行供電，以起到緩解事故的能力。核電廠需供電負(fù)載總?cè)萘考s為220kW，選用移動(dòng)電源發(fā)電機(jī)組容量約為400kW，電壓等級(jí)為380V。

移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組入廠區(qū)后，為便于盡快接入系統(tǒng)，發(fā)揮功能，設(shè)立了快速接線箱，與原SBO應(yīng)急供電進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。在全廠失電及原有固定式SBO柴油發(fā)電機(jī)組不能使用的情況下，移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組通過(guò)手動(dòng)方式接入原有的SBO應(yīng)急母線段，為下游提供電源。

（2）增設(shè)6.6kV移動(dòng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組

根據(jù)RCC-P規(guī)程，在保證原有SBO電源供電的同時(shí)，還應(yīng)通過(guò)恢復(fù)電網(wǎng)本身，或啟動(dòng)其中1臺(tái)已修復(fù)的原故障應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，或修復(fù)原故障的應(yīng)急配電盤(pán)來(lái)恢復(fù)供電，上述手段在規(guī)定期限內(nèi)無(wú)效的情況下，則啟動(dòng)附加柴油發(fā)電機(jī)組為發(fā)電機(jī)組恢復(fù)供電。但根據(jù)福島事故的經(jīng)驗(yàn)，水浸后固定式的附加發(fā)電機(jī)組在嚴(yán)重事故下的可用性無(wú)法保障，有必要增配1臺(tái)6kV（核電廠中壓電壓等級(jí)）移動(dòng)式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，在全廠失電的情況下接入系統(tǒng)，加強(qiáng)核電站應(yīng)急供電系統(tǒng)中SBO電源的可靠性和多樣性，保證對(duì)事故的進(jìn)一步的緩解能力。

6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組其電壓等級(jí)較高，可啟動(dòng)部分核島中壓設(shè)備，但由于受移動(dòng)設(shè)備的容量限制，可分別為一次側(cè)或二次側(cè)部分設(shè)備進(jìn)行供電，保證排熱能力，經(jīng)事故分析，主要考慮為1臺(tái)輔助給水泵進(jìn)行供電或考慮為1臺(tái)低安注泵和1臺(tái)安全殼噴淋泵進(jìn)行供電，必要時(shí)也可以為1臺(tái)消防水泵進(jìn)行供電。根據(jù)移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)研情況和上述供電需求，并經(jīng)大容量電機(jī)啟動(dòng)能力校驗(yàn)，應(yīng)選擇柴油發(fā)電機(jī)組容量不小于2000kW，詳見(jiàn)表1。

表1 6kV移動(dòng)式應(yīng)急電源系統(tǒng)供電負(fù)載表

在全廠失電且應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組LHP/Q無(wú)法短時(shí)恢復(fù)可用的工況下，6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)手動(dòng)方式接入6kV應(yīng)急中壓母線LHA/B（簡(jiǎn)稱(chēng)“LHA/B母線”），為其提供電源。6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)其配電設(shè)備的中壓軟電纜接入LHA/B母線LHP/Q進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜中。接入前，需閉鎖對(duì)應(yīng)原應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，以防誤啟動(dòng)，并將對(duì)應(yīng)LHA/B母線正常電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)鎖定在隔離位。6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)就地手動(dòng)啟動(dòng)，在其啟動(dòng)投入前，除機(jī)械自保持接觸器回路的接觸器保持在閉合狀態(tài)外，LHA/B母線下游其他所有中壓接觸器都應(yīng)位于斷開(kāi)位置。在6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組為L(zhǎng)HA/B母線恢復(fù)供電后，可根據(jù)具體工況需求和柴油機(jī)容量分步投入負(fù)載。當(dāng)廠用電系統(tǒng)恢復(fù)供電后，可根據(jù)運(yùn)行工況逐步退出LHA/B母線的負(fù)載，然后就地手動(dòng)停運(yùn)6kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)，并恢復(fù)原有接線和供電。

（3）移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組的儲(chǔ)存

對(duì)于廠內(nèi)配設(shè)的中低壓移動(dòng)電源設(shè)備，必須充分考慮在極端自然災(zāi)害情況下的設(shè)備安全和到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)接入點(diǎn)的可達(dá)性。應(yīng)根據(jù)各廠址實(shí)際情況，在核電廠內(nèi)選擇距核島距離較遠(yuǎn)，標(biāo)高高于核島5m以上的地點(diǎn)建設(shè)獨(dú)立抗震廠房用于移動(dòng)電源設(shè)備的儲(chǔ)存。

（4）安全分析

在全廠失電工況下，新增380V移動(dòng)式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的接入盤(pán)柜，正常運(yùn)行情況時(shí)，其接入回路與系統(tǒng)斷開(kāi)，對(duì)原有盤(pán)柜結(jié)構(gòu)不構(gòu)成影響，可使水壓試驗(yàn)泵、重要暖通負(fù)載及重要儀表等供電可靠性加強(qiáng)，進(jìn)一步提升縱深防御能力。

6kV接口設(shè)置采取臨時(shí)接入方式進(jìn)行，同樣不改變?cè)斜P(pán)柜結(jié)構(gòu)，并可增強(qiáng)發(fā)電機(jī)組恢復(fù)供電的可靠性。

二、移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組（6kV）

1、系統(tǒng)概述

以某現(xiàn)役核電廠為例，介紹增設(shè)6kV中壓移動(dòng)電源改造設(shè)計(jì)方案。該核電廠共有兩臺(tái)壓水堆發(fā)電機(jī)組（1、2號(hào)發(fā)電機(jī)組），每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的應(yīng)急供電系統(tǒng)都按照設(shè)備的組成和執(zhí)行的功能分為4個(gè)相互獨(dú)立的冗余通道，每個(gè)通道都能滿(mǎn)足100％安全停堆功能的供電需要，即冗余度為4x100％。其中，4段6kV應(yīng)急母線分別為BEA、BEB、BEC、BED。

該核電廠兩臺(tái)反應(yīng)堆發(fā)電機(jī)組之間的距離小于5km，因此設(shè)計(jì)時(shí)可考慮兩臺(tái)壓水堆發(fā)電機(jī)組共用一臺(tái)6kV中壓移動(dòng)電源。

6kV中壓移動(dòng)電源系統(tǒng)包括6kV中壓移動(dòng)電源車(chē)、6kV中壓移動(dòng)電源接口箱（以下簡(jiǎn)稱(chēng)接口箱）、中壓移動(dòng)電源試驗(yàn)裝置、中壓開(kāi)關(guān)柜、6kV中壓電力電纜、電纜穿墻及防火封堵材料等。其中，中壓開(kāi)關(guān)柜利用6kV應(yīng)急母線備用開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行改造，其他設(shè)備均為改造時(shí)新增設(shè)備。

6kV 中壓移動(dòng)電源車(chē)主要設(shè)備為非1E級(jí)車(chē)載廂式柴油發(fā)電機(jī)組，在喪失全部交流電源事故工況下，通過(guò)接口箱接入4段中壓應(yīng)急母線中任意一段向電廠應(yīng)急母線提供臨時(shí)動(dòng)力，以緩解事故后果。

2、電氣接入方式

以1號(hào)發(fā)電機(jī)組為例，6kV中壓移動(dòng)電源電氣接入如圖1所示。

應(yīng)急母線1BEA/1BEB/1BEC/1BED位于應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房?jī)?nèi)，在廠房外墻上設(shè)置4套接口箱，6kV中壓移動(dòng)電源通過(guò)1～4接口箱可分別接4段應(yīng)急母線。接口箱至應(yīng)急母線的電纜采用固定敷設(shè)方式沿廠房?jī)?nèi)橋架敷設(shè)，6kV中壓移動(dòng)電源至接口箱的電纜平時(shí)存放在中壓移動(dòng)電源車(chē)上，在使用時(shí)由操作人員快速接入。

接口箱采用掛墻式安裝方式，下側(cè)進(jìn)線，上側(cè)出線，如圖2所示。

進(jìn)、出線電纜均采用單芯中壓電力電纜。進(jìn)線電纜通過(guò)線耳與接口箱內(nèi)的母排實(shí)現(xiàn)快速連接；出線電纜為固定敷設(shè)電纜。箱體上下側(cè)有供電電纜進(jìn)出的長(zhǎng)孔，出廠時(shí)長(zhǎng)孔加密封環(huán)。電纜接入時(shí)取下密封環(huán)，將進(jìn)線電纜從箱體下部接入。電纜拆除后，重新將密封環(huán)套住長(zhǎng)孔，防止雨水等進(jìn)入箱體。接口箱內(nèi)部設(shè)置有進(jìn)出線電纜固定裝置。

接口箱內(nèi)設(shè)置三相母排，從左到右依次為A、B、C相。母排采用支撐絕緣子固定，母排之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足屋內(nèi)配電裝置安全凈距要求，支撐絕緣子爬電距離滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，母排非連接處采用絕緣熱縮套管包封。接口箱面板上設(shè)置高壓帶電顯示裝置，確保操作人員安全。

接口箱抗震類(lèi)別為抗震I類(lèi)，能承受5次OBE運(yùn)行基準(zhǔn)地震和1次SSE安全停堆地震的地震應(yīng)力而保持結(jié)構(gòu)和功能完整性。

3、電源車(chē)結(jié)構(gòu)和性能要求

6.6kV中壓移動(dòng)電源車(chē)由牽引車(chē)、箱式半掛車(chē)、6kV柴油發(fā)電機(jī)組（包括啟動(dòng)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和降噪系統(tǒng)等）、柴油發(fā)電機(jī)組控制保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、中壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、控制電源系統(tǒng)、電纜及收放裝置以及配套輔助設(shè)施等部分組成。所有輔助系統(tǒng)完整自持，獨(dú)立運(yùn)行，滿(mǎn)足GB/T2819-1995《移動(dòng)電站通用條件》要求。

（1）箱式半掛車(chē)

半掛車(chē)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足 GJB79A-1994廂式車(chē)通用規(guī)范和GB/T 23336-2009《半掛車(chē)通用技術(shù)條件》的相關(guān)要求。半掛車(chē)有相應(yīng)支承裝置。支腿固定在掛車(chē)大梁，使用時(shí)支腿向下伸出觸地，將車(chē)身頂起，使車(chē)輛的大部分（或全部）重量由支腿支撐，保持車(chē)體的平穩(wěn)，減輕車(chē)輛彈簧鋼板的負(fù)載。使用完畢，支腿向上收起，離地有足夠的高度，保證有充分的離地高度，確保行車(chē)安全、保護(hù)輪胎及設(shè)備的安全。支腿帶有鎖定保護(hù)，在不平的路面使用時(shí)按高度差進(jìn)行調(diào)平。

● 車(chē)廂設(shè)計(jì)具有防銹、防雨、防塵功能及油水排放出口、排污地漏設(shè)計(jì)。車(chē)廂內(nèi)配備有照明設(shè)施和臨時(shí)用電電源插座等。車(chē)頭部位設(shè)置有液壓升降照明燈具，可提供車(chē)體外部照明。

● 車(chē)廂根據(jù)發(fā)電機(jī)組使用和維護(hù)需要設(shè)置有檢修門(mén)、操作門(mén)、觀察窗和工作梯等。

● 柴油發(fā)電機(jī)組在車(chē)廂內(nèi)布置時(shí)留有便于設(shè)備維修和檢查的必要空間，結(jié)構(gòu)和布置保證了發(fā)電機(jī)組大修時(shí)的必要操作。

● 電氣設(shè)備和電纜選型時(shí)保證其具有耐熱、耐燃油和潤(rùn)滑油腐蝕的特性。

● 為了移動(dòng)電源車(chē)的長(zhǎng)期貯存和正常運(yùn)行，車(chē)體配有液壓及手動(dòng)機(jī)械支撐固定裝置。

● 箱體內(nèi)部設(shè)備采用等電位連接，電源車(chē)箱體四角均設(shè)有接地螺栓，通過(guò)核電廠接地檢查井與接地網(wǎng)連接。

● 箱體內(nèi)配置有火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警裝置，并配有干粉滅火器，確保消防要求。

● 燃油和潤(rùn)滑油管路布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高溫管線和電纜。柴油機(jī)曲軸箱設(shè)有超壓保護(hù)裝置，并設(shè)置曲軸箱通風(fēng)。

（2）柴油發(fā)電機(jī)組

柴油發(fā)電機(jī)組符合GB／T 2820-1997《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組》的要求。柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)采用聯(lián)軸器直接相連，安裝于鋼制公共底座。發(fā)電機(jī)應(yīng)采用自通風(fēng)、防滴水保護(hù)型式的同步發(fā)電機(jī)，符合GB755-87《旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本技術(shù)要求》要求。

● 為了保證柴油發(fā)電機(jī)組的低溫啟動(dòng)和順利加載，柴油機(jī)配置獨(dú)立的預(yù)熱系統(tǒng)，預(yù)熱系統(tǒng)采用燃油式不依靠外部電源。預(yù)熱系統(tǒng)通過(guò)手動(dòng)打開(kāi)。熱交換器的冷卻余量設(shè)計(jì)保證不少于10％余量。保證柴油發(fā)電機(jī)組在環(huán)境溫度為-5℃時(shí)，在約5min內(nèi)順利啟動(dòng)；在電廠極端低溫環(huán)境下20min內(nèi)順利啟動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)成功后，3min內(nèi)，應(yīng)具備帶額定持續(xù)功率負(fù)載工作的能力。冷卻介質(zhì)防凍液確保低溫天氣下不影響柴油機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行。

● 監(jiān)測(cè)冷卻水液位、溫度和壓力，超過(guò)允許值時(shí)發(fā)出報(bào)警和停機(jī)保護(hù)，在應(yīng)急運(yùn)行工況下僅發(fā)出報(bào)警。

● 柴油發(fā)電機(jī)組具有手動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)投入、手動(dòng)撤出、手動(dòng)停機(jī)等功能。柴油發(fā)電機(jī)組在試驗(yàn)工況和應(yīng)急工況時(shí)具有不同的保護(hù)功能。

● 移動(dòng)式應(yīng)急電源自帶潤(rùn)滑油底殼，潤(rùn)滑油底殼容量滿(mǎn)足250h的滿(mǎn)功率連續(xù)運(yùn)行。

● 潤(rùn)滑油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)允許發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)在線補(bǔ)油。監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油溫度和壓力，如超出允許值應(yīng)發(fā)出報(bào)警和停機(jī)保護(hù)，在應(yīng)急運(yùn)行工況下僅發(fā)出報(bào)警。

● 移動(dòng)式應(yīng)急電源車(chē)配有具有消聲結(jié)構(gòu)的通風(fēng)進(jìn)氣和排氣裝置。

● 進(jìn)氣管道裝有過(guò)濾器，過(guò)濾器上裝有壓差測(cè)量裝置。

● 排氣系統(tǒng)包括管道、膨脹節(jié)和消音器。機(jī)箱內(nèi)的排氣管道安裝有保溫層，保溫層表面溫度不超過(guò)50℃，機(jī)箱外的排煙管道出口處安裝有防雨罩。

● 柴油發(fā)電機(jī)組支腳與底架安裝處均安裝有減振器，在額定轉(zhuǎn)速下確保柴油發(fā)電機(jī)組振動(dòng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

● 發(fā)電機(jī)采用無(wú)刷勵(lì)磁方式，F(xiàn)級(jí)絕緣，軸承上裝有溫度傳感器用于測(cè)量巴氏合金的熱點(diǎn)溫度，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地。

柴油發(fā)電機(jī)組具有發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、定子接地故障、過(guò)負(fù)載、失磁、逆功率、低電壓、過(guò)電壓、頻率高、頻率低、超速、勵(lì)磁系統(tǒng)故障、發(fā)電機(jī)繞組溫度高、發(fā)電機(jī)軸承溫度高、冷卻水溫度高、燃油箱液位低、燃油箱液位高、冷卻水壓力低、潤(rùn)滑油壓力低、潤(rùn)滑油溫度低、冷卻水液位低和排氣溫度高等多種保護(hù)，并可在應(yīng)急運(yùn)行時(shí)只投入超速和失電壓兩種保護(hù)，關(guān)閉其他保護(hù)（僅發(fā)出報(bào)警信號(hào)不執(zhí)行停機(jī)等動(dòng)作），完全滿(mǎn)足核電廠常規(guī)供電要求和應(yīng)急供電要求。

（3）低壓配電系統(tǒng)

電源車(chē)箱體內(nèi)設(shè)置小容量6.3kV/0.4kV配電變壓器，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)后，為柴油發(fā)電機(jī)組及箱體冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等負(fù)載供電。

（4）控制電源系統(tǒng)

控制電源系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓為DC 110V，采用閥控式密封鉛酸蓄電池，為中壓柜、柴油發(fā)電機(jī)組控制柜、儀表柜等提供DC 110V控制電源，其容量滿(mǎn)足用電設(shè)備1h供電需求。柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)成功后，控制蓄電池由車(chē)載6.3kV/0.4kV變壓器供電。

（5）啟動(dòng)系統(tǒng)

柴油發(fā)電機(jī)組采用電啟動(dòng)方式啟動(dòng)，啟動(dòng)蓄電池額定電壓DC24V，采用閥控式密封鉛酸蓄電池，在蓄電池充滿(mǎn)電后斷開(kāi)充電電源其容量能保證發(fā)電機(jī)組連接啟動(dòng)6次。柴油發(fā)電機(jī)組備用時(shí)，蓄電池由移動(dòng)電源存儲(chǔ)廠房低壓電源進(jìn)行浮充電；柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)成功后由6.3kV/0.4kV變壓器供電。蓄電池組自配充電裝置，蓄電池使用壽命不低于5年。

（6）燃油系統(tǒng)

車(chē)輛箱體內(nèi)設(shè)置油箱，油箱容量滿(mǎn)足柴油發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)功率運(yùn)行4h以上并符合相關(guān)消防要求。油箱預(yù)留日常加油管接口，允許運(yùn)行時(shí)在線補(bǔ)充燃油，通過(guò)燃料補(bǔ)充功能實(shí)現(xiàn)不少于連續(xù)72h運(yùn)行的需要。移動(dòng)電源車(chē)內(nèi)設(shè)置電動(dòng)補(bǔ)油裝置及補(bǔ)油接管，當(dāng)需要補(bǔ)油時(shí)可通過(guò)該接管向車(chē)內(nèi)油箱在線補(bǔ)油。為避免過(guò)補(bǔ)油，車(chē)內(nèi)設(shè)置油箱液位指示及高、低液位報(bào)警。

（7）電纜及收放裝置

箱體內(nèi)部設(shè)置電動(dòng)電纜絞盤(pán)（帶手動(dòng)操作功能），柴油發(fā)電機(jī)組出線電纜采用阻燃軟電纜，具有耐磨、耐油污特性，長(zhǎng)度為100m，電纜兩端均配置線耳，便于快速連接。

4、移動(dòng)電源容量計(jì)算

（1）負(fù)載分析

6kV中壓移動(dòng)電源供電負(fù)載采用手動(dòng)方式分步帶載。按照應(yīng)對(duì)事件的不同，該電廠6kV中壓移動(dòng)電源的運(yùn)行工況分為三種，見(jiàn)表2。

表2 6kV中壓移動(dòng)電源運(yùn)行工況

（2）容量計(jì)算

三種工況下6kV中壓移動(dòng)電源計(jì)算負(fù)載見(jiàn)表9-2。由表可知，柴油發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)不低于2060kW。

① 按照穩(wěn)定負(fù)載計(jì)算發(fā)電機(jī)容量

式中 S_G1——按穩(wěn)定負(fù)載計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率（kVA）；

P_Σ——發(fā)電機(jī)總負(fù)載計(jì)算功率（kW為2060kW）；

η_Σ——所帶負(fù)載的綜合效率（一般取0.82～0.88，本文取0.82）；

cosφ——發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)（取0.8）。

將上述數(shù)據(jù)代入上式可得S_G1＝3140.2kVA。

② 按柴油機(jī)加載能力計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)組容量

在三種工況下，柴油發(fā)電機(jī)組平均有效壓力為2.0MPa。根據(jù)GB／T 2820《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組》，得到發(fā)電機(jī)組前三步突加負(fù)載指導(dǎo)值P％分別是40％、68％和90％。通過(guò)加載前三步可分析出柴油機(jī)輸出功率需求分別為1136kW、1168kW和1892kW，見(jiàn)表3，可見(jiàn)第3步對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率的要求最高，按柴油機(jī)加載能力選擇柴油發(fā)電機(jī)組容量至少為1892kW。

表3 三種工況單步加載最大負(fù)載

③ 按加載時(shí)允許電壓降計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)組容量

6kV中壓移動(dòng)電源最大單個(gè)負(fù)載為一臺(tái)800kW電動(dòng)機(jī)，其額定電壓為6kV，額定電流88.9A，啟動(dòng)電流倍數(shù)為5.5，啟動(dòng)電壓降要求小于25％。按發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量：

式中 S_G3——按母線允許電壓降計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率（kVA）；

ΔU——發(fā)電機(jī)母線允許電壓降，取ΔU＝0.25；

X_d——發(fā)電機(jī)直軸暫態(tài)電抗，一般取Xa＝0.2；

SstΔ——導(dǎo)致發(fā)電機(jī)最大電壓降的電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)容量（kVA）。為√3×6×5.5×88.9＝5081.2kVA

將上述數(shù)據(jù)代入上式可得S_G3＝3048.7kVA。為發(fā)電機(jī)直軸暫態(tài)電抗（標(biāo)幺值）為0.2時(shí)，其容量應(yīng)大于3048.7kVA，以滿(mǎn)足加載時(shí)電壓降要求。

綜合上述計(jì)算結(jié)果，考慮移動(dòng)電源自身負(fù)載并預(yù)留適當(dāng)裕量，實(shí)際采用的柴油發(fā)電機(jī)組備用功率為2400kW，發(fā)電機(jī)額定容量為4000kVA，額定功率因數(shù)為0.8（滯后）。

5、接口箱安裝及電纜穿墻設(shè)計(jì)

接口箱安裝于應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房外墻上。接口箱安裝高度滿(mǎn)足電廠防水淹的高度要求，同時(shí)考慮操作便利性。

接口箱出線電纜需穿墻才能進(jìn)入廠房?jī)?nèi)部。電纜敷設(shè)完成后，墻體上開(kāi)洞采用防火密封材料進(jìn)行封堵。該型防火密封材料最大防火時(shí)效可達(dá)4h，具有良好的煙密性、氣密性、水密性和隔音功能，并具有良好的絕緣性，施工方便，可進(jìn)行后續(xù)新電纜補(bǔ)充。

6、定期試驗(yàn)方法

6kV中壓移動(dòng)電源在核電廠應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故時(shí)具有很重要的作用，為了確保其在應(yīng)急工況下的可用性，需定期進(jìn)行試驗(yàn)以驗(yàn)證可用性。

定期試驗(yàn)可采用以下兩種方法：一是與廠用電并網(wǎng)試驗(yàn)；二是采用試驗(yàn)負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)。

其中后者與應(yīng)急母線相互獨(dú)立，試驗(yàn)時(shí)不影響發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，也不需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的同期裝置，因此風(fēng)險(xiǎn)小，被廣泛采用。

試驗(yàn)負(fù)載為非1E級(jí)干式交流阻性負(fù)載，采用強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻方式，側(cè)面進(jìn)風(fēng)，上方出風(fēng)。

試驗(yàn)負(fù)載采用集裝箱式結(jié)構(gòu)，主要由干式負(fù)載模塊（電阻）、與發(fā)電機(jī)組連接的銅排、設(shè)備運(yùn)行供電電纜連接所需的端子、接地端子、散熱模塊（風(fēng)機(jī)）、故障保護(hù)模塊、控制模塊、參數(shù)測(cè)量模塊等部分組成。

試驗(yàn)負(fù)載額定容量為2400kW，可以實(shí)現(xiàn)下列兩種加載方式：

25％-50％ -75％ -100％波段加載；

0％-50％-100％-50％-0％突加突卸。

試驗(yàn)負(fù)載箱體固定于平板式半掛車(chē)上，平時(shí)停放于移動(dòng)電源儲(chǔ)存廠房；試驗(yàn)時(shí)由牽引車(chē)拖出，在室外進(jìn)行中壓移動(dòng)電源定期試驗(yàn)，便于散熱。

兩臺(tái)核電發(fā)電機(jī)組共設(shè)一套低壓0.4kV移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組。移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組作為L(zhǎng)LS柴油發(fā)電機(jī)組喪失情況下的備用電源，為水壓實(shí)驗(yàn)泵進(jìn)行供電，并為廠內(nèi)部分測(cè)量、監(jiān)視及控制等重要負(fù)載進(jìn)行供電。

移動(dòng)式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組無(wú)抗SSE地震要求，但應(yīng)滿(mǎn)足GB50260-2013《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求（抗8級(jí)烈度）。為非1E級(jí)（非安全級(jí)）設(shè)備。

三、設(shè)計(jì)依據(jù)

移動(dòng)式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組遵循的主要法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)包括：