3.7 Унифицированный комплекс технических средств

Унифицированный комплекс технических средств (УКТС) предназначен для созда­ния проектным путем устройств управления, защиты и сигнализации, реализующие сле­дующие функции:

- автоматика (регуляторы, автоматическое включение резерва);

- технологические блокировки;

- технологические защиты;

- прием и обработка оперативных команд оператора, технологических защит, блоки­ровок, команд высшей иерархической ступени управления (устройств логического управления второго уровня) и выдача команд на исполнительные механизмы;

- технологическая сигнализация, сигнализация положения арматуры и состояния механизмов;

- сбор и выдача дискретной информации в другие подсистемы;

- прием дискретной и аналоговой информации по параметрам технологических про­цессов;

- контроль за работой устройств управления, защиты и сигнализации.

Технические средства УКТС построены с использованием трех основных типов кон­структивов: базового, кроссового шкафов и шкафа размножения токовых сигналов.

Базовый шкаф УКТС выполнен на унифицированных типовых конструкциях. В ба­зовом шкафу УКТС размещаются:

- на первом этаже источники питания;

- на 2÷5 этажах поворотная рама, на которой установлены 4 корзины и коммутаци­онное поле на 960 цепей;

- блок контроля изоляции и напряжения;

- блок контроля предохранителей БКП;

- дискретные логические блоки в количестве до 36 штук - согласно проектной реали­зации схем в конкретном шкафу.

Внешний вид базового шкафа УКТС представлен на рисунке 23.

Кроссовый шкаф УКТС предназначен для размещения резисторных делителей на­пряжения, коммутационных полей и блоков вентиляторов. В кроссовом шкафу размеща­ются:

- резисторы для приёма дискретных сигналов напряжением 220 В и выдачи информации напряжением 24 В - 288 штук;

- клеммные колодки (72 штуки по 16 клемм);

- два блока вентиляторов.

Шкаф РТ УКТС предназначен для размещения блоков размножения токового сиг­нала БРТ, БГРТ. В шкафу РТ размещаются:

- на первом этаже два блока питания;

- на 2÷5 этажах установлены 3 корзины, для размещения 36 блоков БРТ или БГРТ. С тыльной стороны - клеммные колодки для ввода-вывода общих цепей напряже­нием до 24 В.

В состав комплекса АСУТП каждого энергоблока входит около 600 шкафов УКТС.

Рисунок 23 - Внешний вид базового шкафа УКТС

В настоящее время, в связи с комплексной модернизацией оборудования АСУТП, на энергоблоках ОП ЗАЭС в эксплуатации находятся комплексы УКТС нескольких модифика­ций:

- УКТС-У;

- УКТС-М;

- УКТС-М-Д;

- УКТС-ВЛ.

Для понимания принципов построения систем на базе технических средств УКТС рассмотрим наиболее современные и достаточно широко распространенные на энерго­блоках ОП ЗАЭС комплексы УКТС-ВЛ и УКТС-М-Д.

УКТС-ВЛ и УКТС-М-Д являются собираемыми системами, состоящими из шкафов со шкафными устройствами и блоков, предназначенных для создания проектным путем необ­ходимых устройств управления и выдачи информации оперативному персоналу. Блоки, входящие в состав, можно представить в виде следующих групп:

- блоки управления:

1. запорной арматурой;

2. клапанами с электрическим приводом (соленоиды);

3. электродвигателями механизмов;

4. включение/отключение регулятора;

5. формирование команд включения резервного механизма;

- блоки преобразования входных сигналов:

1. гальванического разделения дискретных сигналов;

2. приема информации от «сухих» контактов;

- блоки технологических защит;

- блоки выходных усилителей;

- блоки логические:

1. простые логические функции «И», «ИЛИ», «НЕ» и их комбинации;

2. функции временных задержек;

3. формирование импульсных команд;

- блоки технологической сигнализации;

- блоки вспомогательные:

1. автономное электропитание;

2. вентиляция;

3. пожарный оптический датчик дыма;

4. контроль над параметрами технических средств УКТС-ВЛ и УКТС-М-Д;

5. диагностика исправности.

Кроссовые шкафы УКТС-ВЛ и УКТС-М-Д предназначены для размещения резистор­ных делителей напряжения, коммутационных полей, коммутирования входных и выходных цепей, а также вспомогательных блоков:

- вентиляции;

- пожарного оптического датчика дыма;

- диагностики исправности.

Шкафы РТ-М-Д и РТ-ВЛ обеспечивают размещение и условия функционирования блоков распределения токового сигнала, коммутационных полей, а также коммутирования входных и выходных цепей, а так же для реализации следующих функций:

- блоки размножения аналоговых сигналов;

- блоки вспомогательные:

1. вентиляция;

2. автономное электропитание;

3. пожарный оптический датчик дыма;

4. контроль над параметрами технических средств УКТС-ВЛ и УКТС-М-Д;

5. диагностика исправности.

Обмен логической информацией между блоками, расположенными в пределах одного базового шкафа УКТС, обеспечивается сигналами постоянного напряжения 15 В.

Для питания цепей, связанных с элементами УКТС, расположенными за пределами шкафа, и реализации межшкафных соединений, в базовом шкафу УКТС предусмотрено 10 секций напряжением 24 В.

Каждая секция обеспечивает связь с объектами, сгруппированными по функциональ­ному признаку. В каждой секции имеется предохранитель, предназначенный для исключе­ния обесточивания блоков питания шкафа при коротких замыканиях в одной из секций.

Электропитание шкафов УКТС осуществляется двумя напряжениями:

- 220 В постоянного тока от щита постоянного тока;

- 220 В переменного тока от секций 0,4 кВ.

Блоки УКТС, расположенные в шкафах получают электропитание от двух пар вто­ричных источников питания. Одна пара вторичных источников питания получает электро­питание от секций 0,4 кВ напряжением 220 В переменного тока. Вторая пара - от щита по­стоянного тока напряжением 220 В постоянного тока. При исчезновении напряжения на секции 0,4 кВ аппаратура УКТС продолжает работать от одной пары вторичных источников питания от щита постоянного тока.

Шкафы УКТС реакторного отделения делятся на УКТС каналов системы безопасно­сти и УКТС систем нормальной эксплуатации. Шкафы УКТС входят в состав СУЗ. Шкафы УКТС защит и блокировок турбинного отделения размещены в помещении ЭК1206 ЭЭТУ.

Элементная база блоков УКТС - интегрально-транзисторно-релейная. Состав блоков в каждом шкафу УКТС и их назначение зависит от выполняемой шка­фом функции.

Пример реализации защиты с использованием функциональных блоков УКТС и элементов системы ТТК приведен на рисунке 24. Рассмотрим алгоритм работы схемы формирования сигнала защиты «∆T_S>75 ºС и P_2К<50 кгс/см² и Т_1К>200 ºС».

Рисунок 24 - Функциональная схема защиты «∆T_S>75 ºС и P_2К<50 кгс/см²

Рисунок 46 – Функциональная схема формирования сигналов защиты «ΔT_S>75 °C, P_ПГ<50 кгс/см², Т_1К>200 °C»

и Т_1К>200 ºС»

Защита реализована по четырехканальной схеме и предназначена для инициализации запуска системы аварийного охлаждения активной зоны ядерного реактора при разрыве паропроводов свежего пара, расположенных в реакторном отделении энергоблока.

Информация от четырех первичных измерительных преобразователей температуры теплоносителя первого контура поступает в автоматические компенсаторы температуры «свободных» концов термопреобразователей (УКМ). Далее, компенсированные сигналы в виде постоянного напряжения поступают в нормирующие преобразователи Ш78, предназначенные для преобразования напряжения, поступающего от термоэлектрического термометра в нормированный токовый сигнал 0÷5 мА. Информация в виде токовых сигналов поступает в блоки БРТ, расположенные в шкафах РТ УКТС. В блоках РТ осуществляется размножение сигналов для использования различными потребителями этой информации, входящими в состав АСУТП энергоблока.

Сигналы, применяемые для формирования защиты, поступают на входы блоков АДП1, расположенных в базовых шкафах УКТС. В блоке АДП1 осуществляется сравнение входного аналогового сигнала с уставкой, соответствующей заданному значению (200 °С) температуры теплоносителя 1 контура. При превышении контролируемой температурой заданного значения на выходе АДП1 формируется дискретный сигнал, соответствующий значению логической «1». Сигналы от каждого из АДП1 поступают на входы блока формирования команд (БФК2), в котором осуществляется их обработка по мажоритарному принципу «2 из 4». Блок БФК2 также расположен в базовом шкафу УКТС. В случае формирования на выходах любых двух из четырех АДП1сигналов, соответствующих уровню логической «1», на выходе БФК появляется сигнал логической «1». Этот сигнал поступает в блоки реле выходных (БРВ), расположенные в базовом шкафу УКТС. БРВ формируют дискретные сигналы, свидетельствующие о достижении контролируемым параметром заданного значения и предназначенные для передачи в другие схемы защит и сигнализации.

Для формирования сигнала, соответствующего температуре насыщения теплоносителя, используются первичные преобразователи давления «Сапфир-22»ДИ. Сигналы от ПИП давления теплоносителя 1 контура поступают в шкафы РТ УКТС для размножения по потребителям информации. Далее сигналы поступают в блоки размножения БРТ для гальванического разделения и раздачи в схемы защит, сигнализации и представления информации. Сигнал, используемый для формирования рассматриваемой защиты, поступает на один из входов аналого-дискретного преобразователя АДП11, расположенного в базовом шкафу УКТС. На второй вход АДП11 поступает сигнал, соответствующий давлению пара в главном паропроводе. Сигналы, соответствующие значениям давлений в первом контуре и в парогенераторе, подключены к АДП11 с разной полярностью. Тем самым обеспечивается сравнение их разности с заданной уставкой.

Примечание - Температура насыщения воды однозначно определяется давлением, под которым она находится. В первом контуре температура теплоносителя ниже температуры насыщения (за исключением компенсатора давления). В парогенераторе рабочее тело второго контура при работе энергоблока в энергетических режимах находится при температуре насыщения. Поэтому, в качестве сигнала, характеризующего температуру насыщения, в схеме формирования рассматриваемой защиты используются значения сигналов соответствующих давлений. Для формирования сигнала температуры насыщения рабочего тела второго контура как функции давления используется масштабирующий коэффициент 0,963. В случае разрыва главного паропровода в нем будет происходить резкое снижение давления. Температура насыщения при этом также начнет падать. Температура насыщения в первом контуре при этом останется постоянной. Разность температур насыщения более заданного значения и является признаком разрыва паропровода. Кроме того, в формировании сигнала защиты участвует сигнал, соответствующий температуре теплоносителя первого контура, характеризующий режим работы реакторной установки (разрешение работы защиты) и сигнал давления в главном паропроводе, подтверждающий снижение давления.

При разности давлений более заданного значения, соответствующего разности температур насыщения теплоносителя первого контура и рабочего тела в парогенераторе (ΔТ_S>75 °C) на выходе АДП11 формируется сигнал, соответствующий логической «1». Далее работа схемы аналогична работе схемы формирования сигнала температуры.

Сигналы достижения уставки разностью температур насыщения и температуры в первом контуре поступают на входы блоков БФК, в которых осуществляется их обработка по мажоритарному принципу «2 из 4». При наличии как минимум двух сигналов о значении температуры в первом контуре выше уставки и о разности температур насыщения, превышающей уставку, на выходе БФК2 формируется сигнал логической «1».

Кроме того, сигналы от тех же четырех первичных измерительных преобразователей давления пара в главном паропроводе поступают с выходов блоков БРТ в блоки АДП1, определяющие снижение уровня сигнала менее 50 кгс/см². При снижении давления в главном паропроводе ниже установленного значения на выходах АДП1 формируется сигнал напряжения, соответствующий уровню логической «1». Этот сигнал поступает на вход логического элемента «И», на второй вход которого поступает логический сигнал, свидетельствующий о наличии условий «ΔТ_S>75 °C и Т_1К>200 °C» соответствующего канала. Тем самым разрешается работа защиты при наличии всех трех условий не менее, чем в двух каналах.

Сформированный сигнал поступает в блок выходных реле (БРВ), установленный в базовом шкафу УКТС, для размножения в схемы защит, блокировок и сигнализации. Далее, сигнал сработки защиты подается в блок приема команд (БПК), установленный в базовом шкафу УКТС, откуда он поступает в схемы управления исполнительными механизмами запорно-отсечной арматуры и электродвигателями соответствующих насосных агрегатов.