Аккумуляторные батареи на атомном объекте: питание, когда нет ничего другого
Батарея держит управление, защиты и приборы в те минуты, когда внешнее питание потеряно, а дизель ещё не вышел на режим. Разбираем, что питает постоянный ток, зачем батарее отдельное вентилируемое помещение, от чего зависит класс безопасности, какие испытания подтверждают ёмкость и что завод обязан приложить к поставке.
Между потерей внешнего питания и выходом дизеля на режим проходят секунды или минуты. В эти минуты блоком управляют не насосы, а информация: показания приборов, работа защит, положение арматуры, связь. Всё это держит аккумуляторная батарея. Если она не выдаёт паспортную ёмкость, оператор теряет картину состояния установки в самый неподходящий момент. Разбираем, что требуется от батарей на атомном объекте и чем поставка на станцию отличается от обычной продажи.
Что питает постоянный ток
Система постоянного тока обеспечивает потребителей, которые не имеют права ждать:
- управляющие системы безопасности, защиты и блокировки;
- контрольно-измерительные приборы и системы представления параметров оператору;
- приводы выключателей и оперативные цепи распределительных устройств;
- системы пуска аварийных дизель-генераторов;
- аварийное освещение и средства связи;
- инверторы, питающие потребителей переменного тока, не допускающих перерыва.
Батарея работает в буферном режиме: в норме её держит на подзаряде выпрямительное устройство, при исчезновении питания она мгновенно, без переключений, берёт нагрузку на себя. Отсюда её ценность: это единственный источник, которому не нужно запускаться.
Откуда берётся ёмкость
Ёмкость батареи не выбирают по каталогу. Её считают под проектный график нагрузки: какие потребители, в какой последовательности и на какое время должны питаться от батареи в расчётном сценарии. Расчёт учитывает пиковые толчки тока при включении приводов, падение напряжения в конце разряда, температуру помещения и снижение ёмкости к концу срока службы. Поэтому заводу приходит не «батарея на столько-то ампер-часов», а требования к разрядным характеристикам в конкретных точках графика.
Водород и отдельное помещение
При заряде свинцово-кислотных батарей выделяется водород. В замкнутом объёме он образует с воздухом взрывоопасную смесь. Поэтому батарею размещают в отдельном помещении с приточно-вытяжной вентиляцией, рассчитанной на разбавление выделяющегося водорода, с исключением источников искрообразования, с соответствующим исполнением светильников и электрооборудования, со стойкими к электролиту полами и отделкой. Вентиляция аккумуляторного помещения сама становится элементом, от надёжности которого зависит работа системы постоянного тока, и её питание и резервирование прорабатываются отдельно.
Батарея — единственный источник на станции, которому не нужно запускаться. Именно поэтому её проверяют разрядом, а не осмотром.
От чего зависит класс безопасности
Класс присваивает проектная организация по федеральным нормам и правилам, в первую очередь по НП-001-15, исходя из функции системы и последствий отказа. Батарея, питающая управляющие системы безопасности, и батарея общестанционных нужд относятся к разным классам. От класса зависят требования к сейсмостойкости стеллажей и элементов, к квалификации на условия окружающей среды, к независимости каналов, к объёму контроля при изготовлении и к форме оценки соответствия по НП-071-18.
Отдельный момент: каналы систем безопасности имеют собственные батареи и собственные щиты постоянного тока. Общие элементы между каналами — прямое нарушение принципа независимости.
Испытания и подтверждение характеристик
| Проверка | Что подтверждает | Когда проводится |
|---|---|---|
| Приёмо-сдаточные испытания элементов | Соответствие ёмкости и напряжения техническим условиям | Завод |
| Сейсмические испытания батареи со стеллажами | Сохранение работоспособности и целостности при воздействии | Аттестованный стенд, по классу |
| Формовочный и приёмочный разряд | Фактическая ёмкость собранной батареи на объекте | Пусконаладка |
| Контрольный разряд | Сохранение ёмкости в эксплуатации, выявление деградации | По регламенту станции |
| Контроль параметров элементов | Напряжение, плотность электролита, сопротивление, температура | Периодически, по регламенту |
Конкретные токи разряда, конечные напряжения и периодичность берутся из проекта, технических условий и эксплуатационной документации. Батарея, не подтверждённая разрядом, считается неготовой независимо от её внешнего вида и показаний вольтметра.
Комплект документов на поставку
- технические условия на батарею и комплектующее оборудование с указанием класса безопасности;
- документ об оценке соответствия в форме, предусмотренной для данного класса;
- паспорта на элементы, стеллажи, выпрямительные устройства и щиты постоянного тока;
- протоколы приёмо-сдаточных и квалификационных испытаний, включая сейсмические, если они требуются;
- расчёт или подтверждение разрядных характеристик под заданный график нагрузки;
- сведения о программе обеспечения качества изготовителя по НП-090-11;
- данные о газовыделении для расчёта вентиляции помещения;
- руководство по эксплуатации: ввод в работу, режимы заряда, регламент контроля, критерии отбраковки элементов, утилизация.
Типичные причины непринятия
- Ёмкость подтверждена расчётом производителя, но не испытанием под заданный график нагрузки.
- Нет сейсмических протоколов на батарею в сборе со стеллажами — только на отдельный элемент.
- Тип элементов заменён на аналог без согласования с проектной организацией.
- Не переданы данные о газовыделении, и проект вентиляции помещения нечем обосновать.
- Элементы пришли после длительного хранения без документов о состоянии и без регламента ввода в работу.
- Выпрямительные устройства и щиты не имеют документов об оценке соответствия по своему классу.
- В руководстве нет критериев отбраковки и порядка замены отдельных элементов.
Атом-Плюс сопровождает поставщиков аккумуляторного оборудования и систем постоянного тока для атомных объектов: помогаем разобрать требования задания по классу безопасности, привести технические условия к нормам, подготовить программу обеспечения качества, собрать комплект на оценку соответствия и снять замечания заказчика на приёмке. Если вам предстоит поставка батарей или щитов постоянного тока на станцию, оставьте заявку в форме ниже.
Фото: Calistemon, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
