核電廠1000MW機組繼電保護技術分析

張禎

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 繼電保護技術的應用現(xiàn)狀

繼電保護指的是在電力系統(tǒng)運行的過程中，對于故障的排查以及對異常情況進行探究和分析，根據調查結果制定出相對應的保護措施，穩(wěn)定核電廠的運作，保障發(fā)電安全。一項合格的繼電保護技術不僅僅需要包含靈敏性和速動性，也要包含可靠性和選擇性這幾個方面。想要對繼電保護技術進行革新和拓展，首先需要對該技術的發(fā)展以及應用現(xiàn)狀進行探究。

1.1 繼電保護技術發(fā)展速度快

近幾年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，繼電保護技術的發(fā)展也進入到了一個全新的階段。現(xiàn)階段我國的繼電保護技術催生出了不同類型、作用不同的電路保護產品，對于各個電廠帶去了更為全面的防護和保障?？萍妓降奶嵘欣谛庐a品的開發(fā)，當前不同規(guī)模的機組都配有相應的繼電保護設施，一旦設備出現(xiàn)了異常的運轉情況，保護設備可以及時切斷電源并對設備以及核電廠提供相應的防護，保障了作業(yè)和人員安全[1]。

1.2 繼電保護設備有待本土化

由于各個國家地區(qū)的額定電壓不同，而且各個機組的電壓情況也不同，在配置機電保護系統(tǒng)以及完善繼電保護技術的時候，需要根據設備的實際情況來進行處理。我國當前使用的繼電保護設備主要來自于海外地區(qū)，由于電壓系統(tǒng)的不同，這些保護設備很難投入使用。在當前繼電保護技術飛速發(fā)展的階段，需要我本土的高電壓機組設計制造出更符合本國發(fā)電需要以及設備規(guī)格的繼電保護設備。

1.3 繼電保護自動化水平亟待提高

現(xiàn)階段我國的繼電保護設備逐漸微型化，越來越多的微型繼電保護設備進入到市場。高電壓機組在運轉的過程中會消耗大量的電力資源，同時也會對周邊地區(qū)以及廠區(qū)的用電安全帶來埋下安全隱患。而當前核電廠在配置繼電保護技術的過程中，忽視了保護系統(tǒng)自動化的水平。工作人員在高電壓環(huán)境下是沒有辦法持續(xù)作業(yè)的，為了保障機組的正常工作以及員工的人身安全，需要提升現(xiàn)有的繼電保護技術自動化水平，通過完善自動化技術來為發(fā)電機組提供全面的防護[2]。

2 繼電保護技術的提升和完善

我國現(xiàn)階段的繼電保護技術雖然已經得到了大幅度地提升，但是隨著機組電壓值的不斷提升以及發(fā)電需要的增大，結合核電廠的特殊性，需要對當前的繼電保護技術進行不斷的革新和提升，從而使得繼電保護技術能夠為機組的運轉提供全面的、持續(xù)的防護。

2.1 增強對電力系統(tǒng)的結構的熟悉度

繼電保護裝置的配置需要與機組內部結構相關聯(lián)，對于內部結構的熟悉度越高，設計出來的保護裝置才能夠更好地與發(fā)電設備結合起來。因此在設計繼電保護裝置之前，首先要對1000MW機組有充分的認識，對于其內部的線路分布和工作原理進行充分的調研和分析，進而在最佳的位置配置保護裝置?，F(xiàn)有的繼電保護裝置在設計的過程中，忽視了機組的尺寸和裝置情況，導致成品無法正常使用或者是難以滿足機組的保護需要[3]。因此優(yōu)化繼電保護裝置設計的過程中，需要注重外部環(huán)境對于機組的影響，比如發(fā)電廠的濕度、空間等，也要考慮到在運轉過程中，機組內部的情況，這樣才可以保障優(yōu)化的效果。這不僅僅意味著繼電保護裝置的制作加工技藝需要得到提升，也意味著參與設計制作的工作人員對于1000MW機組要有更為全面的了解，對于使用環(huán)境和內部結構都要十分熟悉。

2.2 擴大繼電保護設備的防護范圍

當前1000MW機組所使用的繼電保護設備存在一定的局限性，可以設計兩套系統(tǒng)來為機組提供保障。系統(tǒng)分為主動防護和備用防護，也就是當故障出現(xiàn)的時候，主動防護系統(tǒng)會為機組提供一次性的防護，如果在電源切斷前或者是在問題得到處理前，再次出現(xiàn)了故障，設備會調動備用防護系統(tǒng)，從而為設備和電路系統(tǒng)提供全面的防護。這就要求兩套系統(tǒng)之間有著更為緊密的聯(lián)動性， 如果系統(tǒng)的聯(lián)動性較差，就會導致設備缺少二次防護，對于電路系統(tǒng)也會產生嚴重的影響。

2.3 提高電流切斷速度

1000MW機組屬于高電壓系統(tǒng)，一旦發(fā)電設備出現(xiàn)了短路或者是其他的故障現(xiàn)象，會直接影響到發(fā)電廠的用電安全以及周邊地區(qū)的供電情況?，F(xiàn)有的繼電保護技術忽視了電路切斷的效率，發(fā)電設備如果出現(xiàn)了用電危險，在沒有切斷電路的情況下會直接波及到周邊地區(qū)。因此在改進繼電保護技術的過程中，需要針對發(fā)電設備的具體情況來配置電路切斷系統(tǒng)，并對現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進行升級。當機組的耗電量超過標準范圍的時候，控制系統(tǒng)需要立刻切斷電流輸送并啟動防護系統(tǒng)。電流控制系統(tǒng)作為機組的輔助保護，需要具備保護裝置、日志記錄等功能，而且工作效率要遠高于普通的防護裝置。

2.4 完善配套機電設備的防護裝置

在1000MW機組運轉的過程中，除了對設備本身進行防護，也應該加強對電力變壓器的保護。電力變壓器是機組的重要供電設備，在技術革新的過程中可以根據變壓器的實際情況來設計不同的保護裝置。在裝置中置入檢測設備，一旦出現(xiàn)供電不穩(wěn)定、線路短路或者是機組運轉異常等情況，保護裝置可以自動報警并切斷電流，避免電力變壓器的損壞對機組造成影響，并將運行日志回傳到控制臺，以便對當前的故障進行深入分析。

3 結語

隨著我國核能發(fā)電技術的普及和推廣以及發(fā)電量的不斷提升，1000MW機組的適用范圍較為廣泛，針對這一機組所開發(fā)的繼電保護技術也應得到同步的提升，以便讓機組保護措施能夠與機組的運轉相匹配。日新月異的繼電保護技術不僅僅可以保障機組的正常工作，更能夠實現(xiàn)節(jié)能減排，在保持發(fā)電效率的基礎上，降低機組的能源消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。而對于配套設備的防護，也能夠為機組的正常運轉提供一個更為穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。