摘要：核電站一般由核島、常規島、電廠配套設施（BOP）組成，其中常規島的流程原理與火力發電廠的流程原理基本相同，但其儀表和控制的可靠性設計要比火電廠高得多，為此，分析了常規島主要控制系統的技術特點，并指出核電站的安全可靠性設計思想已滲透到各系統的方方面面。

嶺澳核電站常規島的生產流程與火電廠的生產流程相似，其汽機控制系統采用了ALSTHOM公司的以微處理機為基礎的數字功頻電液控制系統；常規島的控制采用了ALSTHOM公司的P320分散控制系統，實現閉環控制系統（MCS）和順序控制系統（SCS）功能；數據采集系統（DAS）則采用了SEMAGROUP公司的ALPHASERVER4100計算機系統。為了與核島控制水平相適應，核電站主控制室保留了常規模擬儀表和常規操作設備作為運行人員的主要監控手段，通過常規儀表盤、數據采集系統的CRT、光字牌報警燈窗和模擬屏（Mimic）進行過程監視。

1P320分散控制系統

1．1P320分散控制系統的構成和主要功能

P320分散控制系統主要由C370多功能控制器、CE2000I／O控制器和I／O模塊等組成的Con－trobloc過程控制單元實現閉環控制系統（MCS）和順序控制系統（SCS）功能。每臺機組還配置了現場組態維護工具P4，主要用于Controbloc過程控制單元的現場組態、程序和數據的下載、在線監視、安裝和日常維護等功能。

1．2P320分散控制系統的聯鎖保護功能

常規島重要的聯鎖保護功能由兩個冗余的獨立回路實現。這兩個回路，從信號源到保護信號的輸出都是互為冗余、相互獨立，分布在不同的機柜控制器內，相關的I／O冗余通道也是分布在不同的機柜控制器內。當一個保護回路出現故障或所在的機柜發生故障，另一個保護回路仍在發揮作用，不會影響系統設備保護功能的實現，這種設計十分可靠。系統的聯鎖保護功能設計主要取決于其對汽機聯鎖保護兩個回路（分布在兩個不同的控制器里）中任一回路動作，均能使執行機構緊急保護動作，確保系統在事故發生時處于安全位置，這樣執行機構不會發生拒動現象。聯鎖功能的兩個回路允許條件必須同時滿足時才允許正確啟動或停止執行機構，這樣，在執行機構正常動作前系統確保了兩個聯鎖回路均處于正常狀態，也保證了執行機構不會發生誤動。控制開關的動作代表運行人員的人工干涉，也常常設計在兩個回路里。

1．3P320分散控制系統的邏輯控制

邏輯控制分為順序控制、邏輯控制和聯鎖三部分。常規島具有順序控制功能的系統主要有：汽水分離再熱系統（GSS）、汽動給水泵系統（APP）、電動給水泵系統（APA）、給水泵汽機疏水系統（APU）和凝汽器抽真空系統（CVI）等。這些系統中有些順序控制過程還需要人工干涉，如主給水系統。常規島中的主給水系統和汽機旁路系統比較重要，除了執行驅動級控制在常規島側實現外，主要的控制指令來自于核島。

常規島的大部分邏輯控制功能由P320分散控制系統實現外，重要的保護回路和接口回路還保留了硬接線實現方式，其中包括：汽輪發電機保護和主給水泵保護；電氣接口；核島－常規島接口；公共輔助系統（BOP）－常規島接口；主電動閥與其旁路閥間的聯鎖；主控室操作臺的閥門狀態指示。

常規島的模擬量控制全部在P320分散控制系統實現（汽機調節系統除外）。P320分散控制系統還用于監測、報警信號的處理。作為運行人員主要監視手段的數據采集系統、順序事件記錄系統和光字牌報警系統的很多信號均來自P320分散控制系統。

2數據采集系統（DAS）

數據采集系統由法國SEMAGROUP公司供貨，采用了以太網的分散式計算機系統，它由二級10Mbit／s標準以太網、2臺服務器、6個工作站和7個可編程邏輯控制器（PLC）數據采集站組成。服務器采用COMPAQ服務器，PLC采用美國AB公司的PLC5－80E。數據采集系統數據的采集和處理包括核島在內的全廠的重要運行參數和設備運行狀態，并將處理結果提供給運行人員以判斷系統和整個電廠的運行狀態，監視電廠設備，監視安全功能，在事故情況下進行故障分析，為操作員、安全工程師提供規程、建議，并為事后分析提供數據。核島的參數比常規島重要，其數據采集系統由核島供應商負責。

3汽機控制系統

汽機控制系統采用了分層結構，在功能和結構上分為基層調節器（BLG）和上層控制單元（UCL）。基層調節器（BLG）分別由14塊閥門控制模塊組成，每個高壓缸主汽閥、高壓缸調節閥和低壓缸調節閥分別對應有一塊獨立的BLG閥門控制通道。每個通道是互相獨立的，轉速信號輸往每個通道，每個通道接受控制室基層控制面板指令，并與上層控制單元交換信息。BLG主要完成轉速測量、蒸汽需求限制、閥位計算、閥位控制、汽機跳閘、傾斜度調整及頻率死區的選擇等基本功能。上層控制單元（UCL）分別由一個32位的處理器、基層接口卡、I／O板件和通信卡組成。UCL主要完成與外界接口、汽機升速、并網及帶初負荷、閉環負荷控制、應力控制、超速試驗、閥門試驗（帶負荷與不帶負荷）、壓力控制、最小系統故障檢查、閥門偏量、閥門恢復、頻率死區調整等高級功能。上層故障不會影響下層工作，汽機的正常運行不受影響。這種采取分層的結構具有較高的可靠性。此外，BrushPAS530自動同步單元也安裝在汽機調節系統機柜內。自動同步單元提供輸出，使發電機斷路器或超高壓側斷路器閉合前電壓、頻率、相位正確吻合后自動閉合，實現發電機自動并網。

4汽機保護系統（GSE）

4．1汽機保護系統的機理

汽機保護系統是在汽輪機或發電機出現故障時能使汽輪發電機組安全停機。所采用的策略是，在充分考慮汽輪發電機組機械故障保護的基礎上，把故障的數量限制在可預見事件的范圍內。觸發跳閘的測量元件的冗余度，充分考慮了設備的誤動性和拒動性，以及帶負荷試驗的需要和設備故障的類型，以確保當汽輪發電機出現故障時能正確停機，保證機組的安全。

4．2汽機保護系統的故障類型

汽機跳閘保護系統與火電站有些差別，跳閘故障的分類要嚴格一些，保護系統的動作機理也有些差異。由于汽機結構的不同，代表汽機已跳閘的表達方式也不一樣。常規島的汽機跳閘故障可分兩類，第一類（CLASSⅠ）是當故障出現時，要求汽輪機和發電機高壓斷路器立即跳閘（斷開）；第二類（CLASSⅡ）稱電氣次要故障，要求汽輪機立即跳閘，而發電機高壓斷路器或發電機回路斷路器則經過低前相功率繼電器探測到發電機輸出功率降到0．5％額定功率時才斷開，主要是防止汽機超速。所有工藝系統的故障均為第二類故障。