Модернизация системы пожаротушения шунтирующего реактора с применением микропроцессорной аппаратуры на ОРУ 500 кВ Ростовской АЭС Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

———=—— ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ

АТОМНОЙ ОТРАСЛИ

УДК 681.3:681.5.017

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ АППАРАТУРЫ НА ОРУ 500 кВ

РОСТОВСКОЙ АЭС

© 2015 г. С.А. Баран, Е.С. Беляева

Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Волгодонск, Ростовская обл.

В статье рассмотрено техническое перевооружение автоматики системы контроля и управления пожарной защитой шунтирующего реактора РОМБСМ-60000/500 У1, расположенного на линии 500 кВ Ростовская АЭС - Будённовск. Анализ данной системы осуществляется c рассмотрения его верхнего и нижнего уровня. Особое внимание уделяется нижнему уровню, который представлен прибором на микропроцессорной базе -ППКП-01Ф. Для микропроцессорного контроллера ППКП-01Ф составлено задание на выдачу сигнала о неисправности самого контроллера и связанных c ним систем.

Ключевые слова: микропроцессорные реле, система автоматического пожаротушения, программно-технические средства, логический контроллер, программное обеспечение, рабочая программа.

Поступила в редакцию 24.06.2015 г.

На данном этапе развития электроэнергетики возникает необходимость замены морально устаревшего оборудования на электростанциях. Первостепенное внимание в данном вопросе отдаётся системам, отвечающим за безопасность. Одной из которых является система автоматического пожаротушения такого опасного объекта как шунтирующий реактор РОМБСМ-60000/500 У1 (рис .1), установленного на линии 500 кВ РоАЭС. Опасность данного объекта заключается в том, что в качестве дугогасящей среды применяется трансформаторное масло, возгорание которого может привести к серьёзной аварии.

Система автоматического пожаротушения (САПТ) шунтирующего реактора служит для обнаружения, локализации и тушения пожара на защищаемом объекте. В САПТ выделяют технологическую часть и автоматику пожаротушения. Технологическая часть, выполненная из водопитателя (пожарный насос), системы трубопроводов и дренчерных оросителей. Дренчерные установки служат для тушения пожара по всей защищаемой площади, путем создания водяных завес.

Запуск установки пожаротушения осуществляется автоматикой пожаротушения. Даная автоматика выполнена на основе электромагнитных реле.

Сигналом на включение автоматики пожаротушения является одновременное действие двух защит шунтирующего реактора - дифференциальной и газовой. После чего срабатывают реле пуска САПТ замыкая свои контакты в цепях сигнализации и цепях контроля отсутствия напряжения. Реле контроля отсутствия напряжения замыкают контакты в цепях на закрытие отсечного клапана, открытия задвижки и пуск пожарных насосов. В случае отказа автоматики, пуск можно осуществить c ЦЩУ и по месту.

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2015

i

I

I

I

Рис. 1. - Шунтирующий реактор РОМБСМ-60000/500 У1

У

Рис. 2. - Принципиальная схема дренчерной установки водяного пожаротушения

Для того чтобы поддерживать автоматику пожаротушения на должном уровне, следует выполнить её техническое перевооружение, так как срок службы электромагнитных реле на РоАЭС достигает предельного значения (около 15 лет). В

настоящий момент, покупать новое или ремонтировать старое электромагнитное реле, будет весьма проблематично, ведь на рынке электрооборудования почти не осталось изготовителей как деталей, необходимых для выполнения ремонта, так и самих электромагнитных реле. Альтернативой, в решени данного вопроса, является внедрение новой автоматики на основе микропроцессорных терминалов.

На РоАЭС предлагается установить систему контроля и управления пожарной защитой (СКУ ПЗ) на основе микропроцессорных терминалов, предназначенную для контроля противопожарного состояния, обнаружения и тушения пожара объектов, содержащих оборудование систем, важных для безопасности и нормальной эксплуатации системы. СКУ ПЗ представлена верхним и нижним уровнями управления.

Основным компонентом верхнего уровня является комплект специального оборудования (КСО). КСО представляет собой прибор, построенный на базе промышленного компьютера, предназначенный для выполнения функции, контрольно-управляющий станцией противопожарного мониторинга (рис. 3) с монитором отображения информации, клавиатурой и манипулятором типа «мышь» для дистанционного управления установками пожаротушения, с установленным программным обеспечением по контролю, управлению и диагностике процессов и оборудования противопожарной защиты объекта.

Рис. 3. - Станция противопожарного мониторинга

Нижним, другими словами - технологическим, уровнем управления СКУ ПЗ являются логические контроллеры ППКП-01Ф (3НВ76Б01 и 3НВ76Б02).

Приборы ППКП-01Ф (рис.4) обеспечивают приём и обработку сигналов автоматического и дистанционного пуска системы пожаротушения реакторов через модули контроля.

Рис. 4. - Контроллер ППКП-01Ф

Варианты исполнения отличаются составом модулей, установленных в приборах и программой работы, что определяет:

- количество и тип обрабатываемых входных и формируемых выходных (управляющих) сигналов;

- тактику работы (алгоритмы контроля состояния объектов, сигнализации и управления внешними исполнительными устройствами).

Приборы 3НВ76Б01, 3НВ76Б02 устанавливаются в помещении 102 (коридор) здания БВС-1 и выполняют:

- мониторинг состояния модулей контроля в шлейфах противопожарной автоматики;

- выдачу сигналов типа «сухой контакт» в шкаф распределительный ШР-01Ф-05 для включения насосов, открытия задвижек, закрытия отсечных клапанов;

- контроль входных сигналов, определяющих состояние задвижек;

- контроль дискретного сигнала, определяющего значение давления в противопожарном водопроводе в помещении узлов управления автоматической установкой водяного пожаротушения (сигнал от манометра);

- контроль дискретных сигналов, определяющих значение давления в направлениях пожаротушения (сигнал от манометров);

- формирование признака «ОТКАЗ УСТАНОВКИ» при невыполнении алгоритма пуска;

- формирование признаков отказа при контроле состояния задвижек;

- обмен информацией с аппаратурой верхнего уровня.

В соответствии с противопожарными нормами проектирования АЭС, приборы ППКП-01Ф могут эксплуатироваться в следующих режимах:

- Автоматический режим работы.

Инициирующим сигналом на запуск системы водяного пожаротушения является замыкание контактов в цепи соответствующего модуля контроля срабатывания защит и отсутствия напряжения на реакторах.

- Дистанционное управление.

Инициирующим сигналом на запуск системы водяного пожаротушения является сигнал, приходящий c клавиатуры приборов 3HB76F01, 3HB76F02 или со стоек КСО расположенных на ЦЩУ.

- Местное управление.

Инициирующим сигналом на запуск системы водяного пожаротушения является сигнал, приходящий от кнопки «OPEN» на коробках коммутационных электроприводов расположенных c задвижками в здании 126 (камера управления задвижками пожаротушения).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ППКП-01Ф

Программное обеспечение ППКП-01Ф состоит из:

1) Программного обеспечения для настройки и контроля аппаратуры;

2) Программного обеспечения интеллектуальных модулей;

3) Программного обеспечения модулей процессоров в программируемых контроллерах;

4) Программного обеспечения компьютеров центральных (КЦ).

Программное обеспечение компьютеров центральных выполнено из резидентной

части, которая непосредственно интегрируется в операционную систему, и программируемой части. Программируемая часть выполняется на основе технологического программирования TX-SoftLogic. Программное обеспечение интеллектуальных модулей является постоянным и находится в постоянно запоминающем устройстве этих модулей. Программное обеспечение модулей процессоров в программируемых контроллерах, также как и КЦ, выполнено из резидентной части и программируемой. Программируемая часть хранится в энергонезависимой памяти контроллера и загружается в неё c помощью канала.

Программируемые части или, другими словами, рабочие программы для интеллектуальных модулей и модулей микропроцессоров в программируемых контроллерах выполняются c помощью универсальных систем программирования, таких как IAR, Keil и Franklin Software.

Рабочие программы реализуют различные функции аппаратуры в зависимости от состава модулей и их функционального назначения.

ЗАДАНИЕ НА ВЫДАЧУ СИГНАЛА НЕИСПРАВНОСТИ

Для приборов ППКП-01Ф необходимо задать рабочую программу на автоматизацию установок водяного пожаротушения. Однако так как подробный алгоритм данной рабочей программы является достаточно объёмным, остановимся на рассмотрения части рабочего задания на выдачу сигнала неисправности (таблица 1).

Данный алгоритм позволяет показать, на сколько удобная и быстродейственная данная автоматика относительно предшествующей. Помимо основных функций управления пожаротушением реактора, СКУ ПЗ осуществляет множество функций, основными из которых является:

- запись и анализ до аварийного, аварийного и послеаварийного режима;

- самодиагностику прибора;

- диагностику вспомогательных систем;

- передачу информации на удаленные диспетчерские пункты.

Поэтому замена морально и физически устаревшей автоматики шунтирующего реактора РОМБСМ-60000/500 У1 на линии 500 кВ Ростовская АЭС на микропроцессорный комплекс, является целесообразным решением.

Таблица 1. - Задание на выдачу сигнала «НЕИСПРАВНОСТЬ» прибора 3НВ76Р01

Алгоритм Источник входного сигнала Источник выходного сигнала

1 2 3 4

К > Неисправность прибора 3НВ76Р01 Определяется самотестированием прибора

í > Неисправность основного питания Контроль основного питания 3НВ76Р01

< > Неисправность резервного питания Контроль резервного питания 3НВ76Р01

• Вскрытие корпуса прибора 3НВ76Р01 Определяется прибором 3НВ76Р01

Сигнал «Неисправность» на ЖКИ прибора 3НВ76Р01 ЖКИ прибора 3НВ76Р01

1 1 1

О > Сигнал «Неисправность» в верхний уровень на ЦЩУ в НС01А014, 0НВ01Т01 3НВ76Р01/ ЯБ-485

1 -> Давление в питающем водопроводе упало меньше 0,3 МПА 3НВ76Р01/ (МДС) Х6-7,8

{ -> Сигнал «Неисправность системы водяного пожаротушения» на ЖКИ прибора ЖКИ прибора 3НВ76Р01

-> Сигнал «Неисправность системы водяного пожаротушения» на ЦЩУ в НС01А014, 0НВ01Т01 3НВ76Р01/ ЯБ-485

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гуревич, В.И. Микропроцессорное реле защиты. Устройство, проблемы, перспективы [Текст] /В.И. Гуревич. - М.: Инфра-Инженерия, 2011. - 336 с.

2. СТО 56947007-29.120.70.99-2011 - Методические указания по выбору параметров срабатывания устройства РЗА подстанционного оборудования производства ООО НПП «ЭКРА» [Текст]. [Б.м.], 2011.

3. Бабуров, В.П. и др. Производственная и пожарная автоматика. Ч. 2. Автоматические установки пожаротушения [Текст] / В.П. Бабуров, В.В. Бабурин, В.И. Фомин, В.И. Смирнов : учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 298 с.

REFERENCES

[1] Gurevich V.I. Mikroprocessornoe rele zashhity. Ustrojstvo, problemy, perspektivy [Microprocessor relay of protection. Device, problems, prospects]. M. Pub. InfTa-Inzheneriya [Infra-Engineering], 2011, ISBN 978-5-9729-0043-5, 336 p. (in Russian)

[2] STO 56947007-29.120.70.99-2011 - Metodicheskie ukazaniya po vyboru parametrov srabatyvaniya ustrojstva RZA podstancionnogo oborudovaniya proizvodstva OOO NPP «EKRA» [Methodical instructions at the choice of parameters of operation of the RZA device of the substation equipment of production of JSC NPP EKRA]. (in Russian)

[3] Baburov V.P., Baburin V.V., Fomin V.I., Smirnov V.I. Proizvodstvennaya i pozharnaya avtomatika [Production and fire automatic equipment.]. Chast. 2 [Part 2]. Avtomaticheskie ustanovki pozharotusheniya [Automatic installations of fire extinguishing]. Uchebnik [course book]. M. Pub. Akademiya GPS MChS Rossii [State Fire Academy of Emercom of Russia], 2007, ISBN 5-96590047-3, 298 p. (in Russian)

Modernization of Shunting Reactor Firefighting System using Microprocessor Equipment on the Open Switchgear 500 Kv of Rostov NPP

S.A. Baran*, E.S. Belyaeva**

Volgodonsk Engineering Technical Institute the Branch of National Research Nuclear University «MEPhI», 74/94 Lenin St., Volgodonsk, Rostov region, Russia 347360 * e-mail: [email protected], ** e-mail: [email protected]

Abstract - The article considers the technical re-equipment automation control system of fire protection of shunt reactor ROMBSM-60000/500 U1 located on the 500 kV line Rostov NPP -Budennovsk. Analysis of the system is carried out with consideration of its upper and lower levels. The special attention is given to the lower level, represented by the microprocessor based device -PPKP-01F. The task for delivery of a signal of controler malfunction and the connected systems is made for the microprocessor controler PPKP-01F.

Keywords: microprocessor relays, automatic fire extinguishing system, program technical means, logic controller, software, working program.