一、概况

目前，大亚湾核电站来自系统的保安电源是一回来自水贝220kV变电站的220kV线路，保安变电站有一台容量为2万kVA的变压器。为了配合岭澳核电站的建设用电，拟建设大亚湾、岭澳两核电站共用的保安电源变电站，该变电站在岭澳变电站建设施工期间将兼作岭澳核电站的施工建设电源。初步设想该变电站主变容量为2×5万kVA。该保安电源变电站可在现在大亚湾核电站的那座220kV保安变电站的基础上进行改造、扩建，保留水核线（水贝――核电220kV线）。核电保安变电站电源的另一来源目前有两个方案：方案1是从约40km外的坪山变电站拉一回220kV线作为核电保安变电站的第二电源；方案2是对数千米外的大鹏电厂进行改造扩建，并利用大鹏电厂与系统已有的联系和装机条件，架设一回大鹏电厂至核电保安变电站的110kV线，作为核电保安变电站的另一路电源。

二、可靠性指标和基本数据

1．可靠性指标

本文可靠性评价采用的是通常用于供电可靠性评价的三个基本指标，即每年核电保安变电站母线发生失电事件次数一失电频率（次/年）、平均每次停电持续的时间－失电持续时间（小时/次）和任意时刻核电保安变电站母线发生失电事件的概率－失电概率。计算方法采用最小割集法。评价的主体分别为核电保安变电站高压侧母线的失电事件和10kV母线的失电事件。由于所采用的可靠性指标和方法均较常用，在此不再赘述。

2.基础数据

[1]-[4]。

三、 计算结果分析

1． 基本数据的计算结果分析

利用表1的可靠性数据对两个研究方案的可靠性评价结果见表2。在计算分析中假设：1)暂时不考虑系统故障对核电保安电源的影响，即深圳500kV变电站的200kV母线的失电概率为0；2)系统各元件的检修安排是独立的；3)大鹏电厂的装机构成为2×20MW+4×25MW。

从核电保安变电站高压侧的可靠性比较来看，方案1的失电频率与失电概率分别是方案2的4.5倍和4.6倍，两方案每次失电事件的持续时间相差不大。方案2的可靠性高于方案1。从核电保安变电站10kV母线侧的供电可靠性比较来看，方案1的失电频率和失电概率分别比方案2高87.5%和50.6%。但两方案可靠性的差距有所缩小。

在方案1中，核电保安变电站10kV母线的失电事件的59.1%是由于变电站220kV母线失电造成的，即系统电源的来源不可靠是造成核电保安变电站10kV母线失电的主要原因。而在方案2中，只有24.3%的10kV母线的失电事件是由核电保安变电站高压侧母线失电造成的。因此，在方案2中核电保安变电站的元件故障是造成该变电站10kV母线失电的主要原因。

方案2的可靠性高于方案1的主要原因是:1)方案2的供电网络结构实际上含有了方案1；2)在方案2中，核电保安变电站不仅通过同样供电网络得到系统电源的支持，而且还有附近大鹏电厂的支持；3)大鹏电厂至核电保安变电站的线路距离只有9km，可靠性较高，相当于方案2中保安电源有三路电源的支持，故其可靠性优于方案1。

2． 设备检修安排对可靠性的影响

在系统实际运行中常常考虑相关设备同时进行检修。表3是假设线路或变压器两端的断路器的检修安排在与线路或变压器的检修同时进行，即表3所称的相关检修；或者不考虑各元件检修的核电站保安变电站可靠性计算结果。

(1)无论是从核电保安变电站高压母线还是从核电保安变电站10kV母线看，在相关检修方式下，两方案在可靠性上的差距比独立检修方式时小。因为，在方案1中，相关检修方式的考虑使到核电保安变电站的两回220kV线同时停运的可能性明显降低，从而使方案1的可靠性得到较明显的改善。对于方案2来说，其可靠性较高是由于核电保安变电站能从附近的大鹏电厂得到可靠的电源，相关检修方式对其可靠性的改善有限。因此，在相关检修方式下两方案的可靠性差距比独立检修方式时小。

(2)当不考虑系统各元件的检修时，或者说向核电提供保安电源的系统各元件的检修均可安排在核电检修期间时，从核电保安变电站高压母线看，方案1和方案2的失电频率、失电概率之比均为3.75倍；从核电保安变电站10kV母线看，方案1和方案2的失电频率、失电概率之比分别为3.11倍和2.67倍。失电持续时间指标两方案相近。

不考虑检修时，两方案在10kV母线的供电可靠性的差距明显扩大，其原因是：不考虑检修时，核电保安变电站的两台变压器同时停运的可能性明显减少。这样，对于方案2来说，原来核电保安变电站10kV母线失电事件主要是由于变电站的两台变压器同时停运造成的(在一台检修时，另一台故障停运)，从而使方案2的可靠性相对改善较大。对于方案1来说，由于保安变电站10kV母线的失电事件主要是由于保安变电站高压侧失电造成的，因而不考虑检修对其可靠性的改善不如方案2明显。从而使两方案的在10kV母线的供电可靠性差距扩大。

(3)总体而言，系统多个输电元件的检修安排对方案供电可靠性的影响较大。如果各输电元件的检修安排能够相互协调，或者与核电机组的检修同时进行，则各方案的供电可靠性均会得到改善。对于电源来源可靠性高的方案，其供电可靠性对变电站设备的检修安排更为敏感。

3.系统可靠性对供电可靠性的影响

在前面的分析中，假设深圳变电站220kV母线的失电概率为0，即深圳变电站是绝对可靠的电源。而实际上，深圳变电站220kV母线发生失电事件的可能性是存在的。造成深圳变电站220kV母线失电的原因主要有两个：(1)由变电站内设备故障造成；(2)由主系统瓦解事故造成。

根据1990年电力科学研究院关于《广东大亚湾核电站电力系统运行可靠性计算》的研究报告，1992年和1993年大亚湾核电站失去外部电源的故障率的计算值分别为0.002136次/年和0.001435次/年。考虑到岭澳核电站投运时广东电网主网结构将强于1992年和1993年的广东电网，以及深圳变电站内部电气元件的多重故障也会造成该变电站220kV母线失电，在下面的分析中假设了两组数据:

(1)深圳变电站220kV母线失电的频率为0.002次/年，持续时间为40h。

(2)深圳变电站220kV母线失电的频率为0.003次/年，持续时间为40h。

并根据这两组假设数据分析了考虑系统的可靠性对核电保安电源来源方式比较结果的影响。计算结果见表4。

当考虑系统电源也存在不可靠因素时，两方案可靠性上的差距进一步扩大。并且这一差距随着系统不可靠程度的增加急剧扩大。这一差距在变电站高压母线侧反映大于变电站10kV母线。由此可见，如果系统的可靠性不高或存在较多不明朗的因素时，分别从附近电厂和系统获得保安电源的方案比完全从系统获得电源的方案在可靠性上要优越得多。

四、结论

1.对核电保安变电站高压母线发生失电事件的概率和频率进行比较，有附近电厂和系统同时提供保安电源的方案的可靠性明显优于仅靠系统提供两种保安电源的方案。从10kV母线侧评价，由于相当于在两种电源来源方案上都串联了一个结构基本相同的环节（保安变电站）。两方案的可靠性差距缩小。当电源来源可靠性较高时，改善变电站自身的可靠性就变得十分重要。

2.如果线路或变压器与其两侧的断路器同时检修，或者各输电元件的检修均能在核电站检修期间安排，将提高保安变电站的供电可靠性。

3.当考虑系统也存在不可靠因素时，电站附近有电厂提供保安电源的方案在可靠性上的优越性更加明显。或当外界条件不明确的情况下，选用这种方案所冒的风险要小一些。当然由于核电站的运行期较长，利用小电厂作为核电保安电源还应考虑其运行寿命的问题