核電站1000MW級機組的發變組保護配置研究

摘要：核電站已經成為國家的重點建設項目。該文針對核電站1000mw級機組的發變組保護配置展開討論，首先分析了核電站電氣接線的特點以及運行特點，然后探究了如何配設發變組繼電保護，具體分析了具體的變組保護方式。

關鍵詞：核電站 1000mw級機組 發變組 保護配置研究

中圖分類號：TM623.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0068-01

近年來，國際持續上漲，能源供應日益緊張，以煤炭資源為主的能源又會加重環境污染，清潔的核電成為能源短缺地區的首選。隨著我國核電建設規模的不斷擴大，核電技術得到了飛速發展。廣大技術人員根據相關的繼電保護文件以及對于發電機做出的具體規定，深入研究了核電站的機組保護領域的技術。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與經驗的基礎上，開發出了新的變組保護配置策略。

1.核電站電氣接線以及運行特點

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

2.發變組繼電保護的配設

要想使核電站的一切設備能夠穩定運行，確保用電的安全，就要對比較關鍵的一些環節進行雙套的保護，其中包括：電氣事故、非常規運行狀況-這種雙套保護的電源主要來自于直流電路。這種直流電路則是從常規島以及核島中伸出的，這一項目總共有五面保護設施，其中用來維護A、C的保護設施則備注了有效的保護系統，這樣就有效保護了其他設施，能夠有效維護E設施當作沒有電流的保護系統。不但有主變以及廠變的非電流保護，對于額外的系統則要通過其他的保護方法進行保護。主要的方法為：勵磁變保護，連鎖保護其遵循的規范為：對主保護進行雙重設置，也就是主要利用主保護，后備保護次之。

主要的保護方式呈現為以下幾個方面：

第一，發電機差動保護以及匝間保護。其中的縱差保護具有較強的敏感度，特別是對于一些發電機之間出現的問題。然而，卻對一些特殊的事故問題沒有反應，例如：開焊——現今我國的幾個有名電機廠以及一些中外合資企業生產的發電機僅僅能夠在其中心地帶出現三個端口，無法增設具有反應性質的橫差保護裝置。甚至一些裂相差動保護，僅僅可以通過利用縱差保護來充當主保護，如果是核電站，則要配設一定的出口斷路設備，不需要再增設其他差動保護。

由于發電機的端口具有繁瑣的結構，絕緣系統分布各處。一旦某個端口出現活動或者牢固度不強等狀況，則會影響絕緣效果，嚴重時會造成短路。所以，在需要的情況下，可以在匝間設置保護，防止短路現象的出現，因為發電機本身的結構十分復雜，無法設置單元橫差保護，甚至是其他的裂相差動保護。

第二，發電機的失磁保護。核電站的機組的內部電抗都有點大，例如：直軸電抗、暫態電抗等。一旦電機系統被擾亂以及其他系統出現故障，就會造成系統沒有穩定性。所以，必須完善失磁保護，確保發電機在非常規情況下出現轉子過熱的現象，其中失磁保護大體通過定子判據進行維護。對于定子回路判據，其保護設備則要使用電流的正序分量來測算出阻抗的倒數。其中導納的取值為發電機的穩定限度，其同發電機一端的電壓的額定電壓的偏差沒有任何聯系，保護設施能夠更加穩定地接近發電機的穩定性質。

第三，過激磁保護與發電機的過電壓保護。前者主要用在防范絕緣老化的現象出現，特別是變壓器或者是發電機等設備受到刺激時出現的受熱老化的現象。相關的技術章程里面曾經介紹過：激磁保護主要是通過程序跳閘的方式進行保護的。具體的順序為先跳閘再解裂，當出口受到有效的維護以后，過激磁也會存在，這種激磁存在的時間范圍與逆功率密切相關。如果將主氣門關上，則會降低電動機的出力，造成頻率全面降低，過激磁的現象會更加明顯。而且，一旦發電機組處在起勵時期則會發生過勵磁，當程序跳閘發生以后即便將主氣門關上，也不能夠發生逆功率，保護沒有辦法出口。這樣就會導致激磁故障作用很長時間，造成嚴重的災害，甚至會影響到發電機的安全。所以，發電機的過激磁保護最好是作用在裂解滅磁中，因為在上面增設了出口斷路器，就要在上面設置一些過激磁保護。

3.結語

核電站的發變組保護配置可以分為多種，要根據實際的情況實行科學的保護方式，要加強對發變組保護的研究，開發出多種保護配置來提高保護功能。