核電站1000MW級(jí)機(jī)組的發(fā)變組保護(hù)配置研究

摘要：核電站已經(jīng)成為國家的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。該文針對(duì)核電站1000mw級(jí)機(jī)組的發(fā)變組保護(hù)配置展開討論，首先分析了核電站電氣接線的特點(diǎn)以及運(yùn)行特點(diǎn)，然后探究了如何配設(shè)發(fā)變組繼電保護(hù)，具體分析了具體的變組保護(hù)方式。

關(guān)鍵詞：核電站 1000mw級(jí)機(jī)組 發(fā)變組 保護(hù)配置研究

中圖分類號(hào)：TM623.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（b）-0068-01

近年來，國際持續(xù)上漲，能源供應(yīng)日益緊張，以煤炭資源為主的能源又會(huì)加重環(huán)境污染，清潔的核電成為能源短缺地區(qū)的首選。隨著我國核電建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，核電技術(shù)得到了飛速發(fā)展。廣大技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)的繼電保護(hù)文件以及對(duì)于發(fā)電機(jī)做出的具體規(guī)定，深入研究了核電站的機(jī)組保護(hù)領(lǐng)域的技術(shù)。依照新一代核電站的電氣接線的特征，在借鑒國際高端技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了新的變組保護(hù)配置策略。

1.核電站電氣接線以及運(yùn)行特點(diǎn)

核電站1000mW級(jí)機(jī)組采用的是接入系統(tǒng)，由兩種單元接線連接。這兩種單元分別為發(fā)電機(jī)、雙圈變壓器組，雙方彼此內(nèi)部設(shè)置了斷路裝置。發(fā)電機(jī)則主要利用接地的方法，特別是其中心地帶運(yùn)用了這種方法，而且主要是通過接地變壓器進(jìn)行的。兩臺(tái)降壓變通過引按的方式來接線，主要在兩個(gè)機(jī)械設(shè)備之間進(jìn)行引接。這兩個(gè)機(jī)械的一端分別為：主變壓器壓力較低的一端以及發(fā)電機(jī)出口斷路器，兩個(gè)降壓變中會(huì)有一個(gè)進(jìn)行接地處理，也是要依靠接地變壓器進(jìn)行的。中壓廠用電設(shè)施則不必進(jìn)行接地，只有這樣才能確保電力供應(yīng)安全、持續(xù)。而這種接地方式與普通的火電系統(tǒng)所運(yùn)用的按電方法有很大差異。

2.發(fā)變組繼電保護(hù)的配設(shè)

要想使核電站的一切設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，確保用電的安全，就要對(duì)比較關(guān)鍵的一些環(huán)節(jié)進(jìn)行雙套的保護(hù)，其中包括：電氣事故、非常規(guī)運(yùn)行狀況-這種雙套保護(hù)的電源主要來自于直流電路。這種直流電路則是從常規(guī)島以及核島中伸出的，這一項(xiàng)目總共有五面保護(hù)設(shè)施，其中用來維護(hù)A、C的保護(hù)設(shè)施則備注了有效的保護(hù)系統(tǒng)，這樣就有效保護(hù)了其他設(shè)施，能夠有效維護(hù)E設(shè)施當(dāng)作沒有電流的保護(hù)系統(tǒng)。不但有主變以及廠變的非電流保護(hù)，對(duì)于額外的系統(tǒng)則要通過其他的保護(hù)方法進(jìn)行保護(hù)。主要的方法為：勵(lì)磁變保護(hù)，連鎖保護(hù)其遵循的規(guī)范為：對(duì)主保護(hù)進(jìn)行雙重設(shè)置，也就是主要利用主保護(hù)，后備保護(hù)次之。

主要的保護(hù)方式呈現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

第一，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)以及匝間保護(hù)。其中的縱差保護(hù)具有較強(qiáng)的敏感度，特別是對(duì)于一些發(fā)電機(jī)之間出現(xiàn)的問題。然而，卻對(duì)一些特殊的事故問題沒有反應(yīng)，例如：開焊——現(xiàn)今我國的幾個(gè)有名電機(jī)廠以及一些中外合資企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)僅僅能夠在其中心地帶出現(xiàn)三個(gè)端口，無法增設(shè)具有反應(yīng)性質(zhì)的橫差保護(hù)裝置。甚至一些裂相差動(dòng)保護(hù)，僅僅可以通過利用縱差保護(hù)來充當(dāng)主保護(hù)，如果是核電站，則要配設(shè)一定的出口斷路設(shè)備，不需要再增設(shè)其他差動(dòng)保護(hù)。

由于發(fā)電機(jī)的端口具有繁瑣的結(jié)構(gòu)，絕緣系統(tǒng)分布各處。一旦某個(gè)端口出現(xiàn)活動(dòng)或者牢固度不強(qiáng)等狀況，則會(huì)影響絕緣效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成短路。所以，在需要的情況下，可以在匝間設(shè)置保護(hù)，防止短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，無法設(shè)置單元橫差保護(hù)，甚至是其他的裂相差動(dòng)保護(hù)。

第二，發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)。核電站的機(jī)組的內(nèi)部電抗都有點(diǎn)大，例如：直軸電抗、暫態(tài)電抗等。一旦電機(jī)系統(tǒng)被擾亂以及其他系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)造成系統(tǒng)沒有穩(wěn)定性。所以，必須完善失磁保護(hù)，確保發(fā)電機(jī)在非常規(guī)情況下出現(xiàn)轉(zhuǎn)子過熱的現(xiàn)象，其中失磁保護(hù)大體通過定子判據(jù)進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于定子回路判據(jù)，其保護(hù)設(shè)備則要使用電流的正序分量來測算出阻抗的倒數(shù)。其中導(dǎo)納的取值為發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定限度，其同發(fā)電機(jī)一端的電壓的額定電壓的偏差沒有任何聯(lián)系，保護(hù)設(shè)施能夠更加穩(wěn)定地接近發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性質(zhì)。

第三，過激磁保護(hù)與發(fā)電機(jī)的過電壓保護(hù)。前者主要用在防范絕緣老化的現(xiàn)象出現(xiàn)，特別是變壓器或者是發(fā)電機(jī)等設(shè)備受到刺激時(shí)出現(xiàn)的受熱老化的現(xiàn)象。相關(guān)的技術(shù)章程里面曾經(jīng)介紹過：激磁保護(hù)主要是通過程序跳閘的方式進(jìn)行保護(hù)的。具體的順序?yàn)橄忍l再解裂，當(dāng)出口受到有效的維護(hù)以后，過激磁也會(huì)存在，這種激磁存在的時(shí)間范圍與逆功率密切相關(guān)。如果將主氣門關(guān)上，則會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的出力，造成頻率全面降低，過激磁的現(xiàn)象會(huì)更加明顯。而且，一旦發(fā)電機(jī)組處在起勵(lì)時(shí)期則會(huì)發(fā)生過勵(lì)磁，當(dāng)程序跳閘發(fā)生以后即便將主氣門關(guān)上，也不能夠發(fā)生逆功率，保護(hù)沒有辦法出口。這樣就會(huì)導(dǎo)致激磁故障作用很長時(shí)間，造成嚴(yán)重的災(zāi)害，甚至?xí)绊懙桨l(fā)電機(jī)的安全。所以，發(fā)電機(jī)的過激磁保護(hù)最好是作用在裂解滅磁中，因?yàn)樵谏厦嬖鲈O(shè)了出口斷路器，就要在上面設(shè)置一些過激磁保護(hù)。

3.結(jié)語

核電站的發(fā)變組保護(hù)配置可以分為多種，要根據(jù)實(shí)際的情況實(shí)行科學(xué)的保護(hù)方式，要加強(qiáng)對(duì)發(fā)變組保護(hù)的研究，開發(fā)出多種保護(hù)配置來提高保護(hù)功能。