Курская атомная станция (ИБП)

История / Общие сведения

Компания «Копитан-дем» является одним из старейших партнеров Eaton по использованию источников бесперебойного питания (ИБП) средней и большой мощности на предприятиях России. Инженерное подразделение «Копитан-дем» уже более 15 лет специализируется на реализации проектов гарантированного бесперебойного энергоснабжения особо ответственного оборудования.

«Копитан-дем» играет одну из важных ролей на атомно-энергетическом рынке России: деятельность компании лицензирована Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление и шефмонтаж электротехнического оборудования для атомных электростанций. С 2001 года постоянным заказчиком компании «Копитан-дем» является филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Курская атомная станция». Основная задача ОАО «Росэнергоатом» заключается в экономически эффективном и безопасном производстве электрической и тепловой энергии на атомных станциях России. На сегодняшний день в состав концерна входят 10 атомных электростанций России, в том числе Курская АЭС. Для «Копитан-дем» именно эта электростанция стала крайне значимым проектом, реализованным совместно с компанией Eaton.

Задача

В отличие от традиционных централизованных систем бесперебойного питания (СБП) для обеспечения электроснабжением наиболее важных систем безопасности на базе вычислительной техники для энергоблоков АЭС перед «Копитан-дем» была поставлена задача разработать распределенную СБП на базе источников бесперебойного питания (ИБП) компании Eaton.

Определенная сложность задачи заключалась в том, что СБП должна была обеспечивать питанием Комплексную Систему Контроля Управления и Защиты реактора. С точки зрения функционирования и безопасности реактора это самая важная система на любой АЭС, которая должна обеспечивать выполнение функции безопасности в случае обесточивания собственных нужд АЭС в течение 30 минут. Помимо этого, следовало учесть масштабы: каждый энергоблок имеет мощность в 1 гигаватт электроэнергии, поэтому требования к надежности ИБП предъявлялись очень высокие в связи с большими экономическими потерями от простоя энергоблока такой мощности.

Модель ИБП 9315, на базе которой, исходя из потребляемой мощности, было решено проектировать СБП, не полностью удовлетворяла специфическим требованиям, предъявляемым к оборудованию, применяемому на АЭС. В связи с этим было принято решение о конструктивной доработке ИБП Eaton компанией «Копитан-дем», которые обеспечили выполнение требований к воздействию синусоидальной вибрации, сейсмоустойчивости, электромагнитной совместимости и степени защиты от воздействия окружающей среды.

Решение

После проведенных необходимых конструктивных доработок и последующих испытаний «Копитан-дем» предложил трехканальную двухкомплектную систему БЭС (бесперебойного электроснабжения) со структурой N+1, которая выдерживала отказы в любом комплекте БЭС. За основу был взят ИБП 9315. Именно эти ИБП в составе системы стали обеспечивать питание Комплексной Системы Контроля Управления и Защиты (КСКУЗ) реактора. Система БЭС состояла из 8 ИБП Eaton мощностью от 65 кВА до 160 кВА и была впервые установлена на первом блоке Курской АЭС. Данная система обеспечивала, в первую очередь, качественное и бесперебойное электроснабжение. Такие же ИБП были применены в системе аварийного охлаждения реактора и системах нормальной эксплуатации, важных для безопасности.

Пример Курской АЭС оказался настолько удачным, что подобная модернизация оборудования бесперебойного электроснабжения была выполнена и на других АЭС с реакторами РБМК. Таким образом, к концу 2012 года для обеспечения электроснабжения наиболее ответственных энергопотребителей на Курской АЭС было установлено в общей сложности 46 ИБП Eaton. На всех же АЭС такого типа с учетом Курской АЭС было установлено 92 ИБП Eaton моделей 9315 и 9390 мощностью от 60 кВА до 250 кВА, суммарной мощностью 10 мегавольтампер, и более 100 ИБП мощностью 6 кВА.

В рамках концепции энергоэффективной архитектуры компания Eaton разработала уникальные передовые технологии, повышающие эффективность систем без снижения надежности. Топология двойного преобразования напряжения, реализо¬ванная в модели 9390, обеспечивает максимальный уровень защиты подключенной электроники от всех возможных проблем, возникающих в питающей сети. Благодаря бестрансформаторному дизайну и высокоточным технологиям измерения и управления КПД ИБП Eaton 9390 достигает 94%, а в высокоэффективном режиме – до 99% с коэффициентом мощности 0,9. Высокий КПД модели 9390 сокращает расходы на электроэнергию, увеличивает срок службы внутренних компонентов ИБП и снижает нагрузку на системы охлаждения.

С технологией Hot Sync® два или более ИБП работают в параллель, обеспечивая равномерное распределение нагрузки, при этом, в отличие от традиционной параллель¬ной системы, между ИБП отсутствуют управляющие кабели связи. В такой системе нет потенциально опасной единой точки отказа, а вероятность сбоев в ее работе практически сведена к нулю. Также следует отметить технологию трехступенчатого заряда ABM®, с помощью которой ИБП постоянно отслеживает состояние батарей, оптимизирует время заряда и продлевает срок их службы до 50%.

В дополнение к этим важным характеристикам главный инженер Курской АЭС, Увакин А.В., отметил еще один важный аспект: «Мы несем огромную ответственность на наших плечах – и здесь речь идет не только о качественном и бесперебойном электроснабжении, но и об обеспечении ядерной и радиационной безопасности атомных электростанций, поэтому мы можем позволить себе только самое надежное и проверенное оборудование. И мы очень рады отметить, что вот уже на протяжении более пятнадцати лет мы с успехом доверяем талантливым инженерам компании «Копитан-дем» и высокопроизводительной технике Eaton».

Результат

В июне 2012 года, по истечении десяти лет непрерывной эксплуатации, было проведено расширенное обследование всех 8 ИБП Eaton, входящих в состав системы БЭС первого энергоблока Курской АЭС.

В результате этого обследования было выявлено, что среднее время наработки на отказ без перехода на Байпас составляет 173 994 часов, с переходом на Байпас – 347 988 часов за весь период эксплуатации, что более чем в три раза в первом случае и более чем в два раза во втором случае превышает величины, декларируемые Eaton. Виктор Ашурков, технический директор ООО «Копитан-дем»:

«Совместно с представителями Курской АЭС мы проанализировали результаты десятилетней работы и с уверенностью можем сделать главный вывод: результат нашего сотрудничества значительно превзошел ожидания, продемонстировав высочайшую надежность и уникальность оборудования Eaton. Структура системы, в которой 3 отказа не приводят ни к каким последствиям в питаемом оборудовании, высокое качество выходного напряжения, удаленный мониторинг всех ИБП, входящих в систему, ремонт системы без полного ее обесточивания и отключения питаемой нагрузки - все это неоспоримые преимущества, которые делают работу АЭС эффективной и безопасной».