海陽核電1號機組倒送電輔助變壓器沖擊試驗保護分析

張雪華，陳騰飛

（山東核電有限公司，山東 煙臺 265116）

海陽核電1號機組倒送電輔助變壓器沖擊試驗保護分析

張雪華，陳騰飛

（山東核電有限公司，山東 煙臺 265116）

廠用母線受電是核電工程建設中的重要里程碑節點，也是海陽核電一期工程聯合隊首次開展的大型綜合調試啟動項目，該里程碑節點的成功實現，標志著廠內能夠獲得穩定的電源，為后續即將展開的大面積調試提供了可靠的電源保障。文章介紹了海陽核電1號機組廠用母線受電期間輔助變壓器沖擊過程，對沖擊過程中的臨時保護定值計算和母聯電流波形進行初步分析。

輔助變；GIS；臨時定值；沖擊試驗

變壓器在第一次投入運行前，應在額定電壓下進行沖擊合閘。沖擊試驗的目的有兩個：

1）在拉開空載變壓器時，有可能產生操作過電壓，為了檢查變壓器絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓，需要做沖擊試驗。

2）在帶電投入變壓器時，會產生勵磁涌流，其值可達6～8倍額定電流。勵磁涌流開始衰減較快，一般經0.5～1 s即減到0.25～0.5倍額定電流，由于勵磁涌流產生很大的電動力，為了考核變壓器的機械強度，同時考核勵磁涌流衰減初期是否造成繼電保護裝置誤動作，需要做沖擊試驗。

1 輔助變壓器簡介

海陽核電1號機組兩臺輔助變壓器由特變電工沈陽變壓器集團有限公司承制，該變壓器為三相有載調壓分裂變壓器，詳細參數見表1。

2 輔助變壓器沖擊試驗

2.1 沖擊試驗過程介紹

海陽核電1號機組倒送電中的電源來自煙臺海發變電站，經過220 kV線路進入現場220 kV開關站，如圖1所示。

兩臺輔助變壓器通過位于現場220 kV開關站GIS的母聯開關進行充電，首先對1號輔助變壓器A進行沖擊，共沖擊4次，每次間隔不少于5 min，第一次沖擊持續時間應不少于10 min，后3次沖擊持續時間應不少于5 min。完成1號輔助變壓器A沖擊后，對1號輔助變壓器B進行沖擊，沖擊過程同輔助變壓器A一樣。

在分別完成對兩臺變壓器的沖擊后，對1號輔助變壓器A和B同時進行沖擊，共沖擊1次。

2.2 母聯充電過流保護臨時定值

由于輔助變壓器是第一次受電，考慮到勵磁涌流和輔助變壓器可能出現短路的情況，需要投入母聯充電過流保護，該保護在正常運行時退出。母聯充電保護裝置分兩種：一種是母線保護中配置的母聯充電保護；另一種是母聯斷路器保護中的充電保護。

海陽核電一期工程中的母線保護和母聯斷路器保護是相互獨立的設備，母聯斷路器保護有獨立的屏柜和電源，不受母線差動保護運行狀態的影響，0.4 s（400 ms）內均可起動充電過流保護。使用母聯斷路器保護進行充電保護，操作靈活、快捷。

表2為系統基準參數。

表2 系統基準參數Table 2 System basic parameters

經過計算，充電保護定值見表3。

表3 充電保護定值表Table 3 Charging protection settings

2.3 輔助變壓器沖擊試驗保護分析

（1）1號輔助變壓器A的沖擊試驗

1號輔助變壓器A沖擊試驗在2012年12月11日3點23分開始，6點53分結束，共沖擊4次。本文選取第一次沖擊試驗時的220 kV母聯電流波形圖，如圖2所示。

圖2 1號輔助變壓器A第一次沖擊試驗母聯電流波形圖Fig.2 Tie breaker current wave of the RAT 1A first impact test

從圖2可看出，勵磁涌流最大二次瞬時值在0.54 A左右，該值小于充電過流Ⅰ段臨時定值0.9 A，經0.1 s衰減后的最大值小于充電過流Ⅱ段臨時定值0.49 A，母聯保護不會動作。

1號輔助變壓器A沖擊波形如圖3所示。

圖3 1號輔助變壓器A第一次沖擊試驗波形圖Fig.3 The first impact test wave of RAT 1A

4次沖擊試驗數據見表4。

（2）1號輔助變壓器B的沖擊試驗

1號輔助變壓器B的沖擊試驗與1號輔助變壓器A的沖擊試驗基本相同，1號輔助變壓器B沖擊試驗在2012年12月11日7點23分開始，8點58分結束，共沖擊4次。沖擊試驗數據見表5。

表4 1號輔助變壓器A沖擊試驗數據Table 4 The impact test data for RAT 1A

表5 1號輔助變壓器B沖擊試驗數據Table 5 The impact test data for RAT 1B

從表5可以看出，第二次沖擊時電流最大二次瞬時值為1.079 A，該值超過了充電過流Ⅰ段臨時定值0.9 A，但是由于過流Ⅰ段臨時定值的延時時間為0.1 s，即超過0.9 A后持續0.1 s保護動作，在0.08 ms后電流最大二次瞬時值衰減為0.8 A左右，小于充電過流Ⅰ段臨時定值，所以保護不會動作。本次沖擊波形如圖4所示。

圖4 1號輔助變壓器B第二次沖擊試驗母聯電流波形圖Fig.4 Tie breaker current wave of the RAT 1B second impact test

（3）1號輔助變壓器A和B同時沖擊試驗

兩臺輔助變壓器同時沖擊試驗在2012年12月11日9點19分開始，共沖擊1次，同時沖擊試驗中母聯電流波形如圖5所示。

從圖5可以看出，同時沖擊時的勵磁電流最大二次瞬時值為1.358 A左右，該值小于兩臺沖擊試驗的充電過流Ⅰ段臨時定值1.8 A，經0.18 s衰減后的電流遠小于充電過流Ⅱ段臨時定值0.49 A。

圖5 同時沖擊兩臺輔助變壓器時母聯電流波形圖Fig.5 The breaker current waves of RAT 1A and 1B impact test simultaneously

（4）保護方向測量中充電過流保護

為了校核和驗證二次回路接線正確和整套保護裝置整定正確性，在2012年12月13日，公司組織負荷進行保護方向測量。在投入運行兩臺變壓器前，電網調度對充電保護定值提出質疑，并下達了新的定值，兩份定值對比見表6。

表6 定值對比表Table 6 Settings comparison

從表6可以看出，原定值與新定值在充電過流Ⅰ段中一樣，主要是過流保護定值變動較大，在之前沖擊試驗中，僅計算充電過流定值，沒有考慮過流保護定值，電網調度下達新定值，原因如下：

根據保護裝置設計，0.4 s（400 ms）內充電過流保護可以起動，這時間之外充電過流保護會被閉鎖，在母線保護中沒有過流保護以及母差的CT極性尚未檢查（在帶負荷檢查極性前，認為相關保護是不可靠的），考慮到在400 ms后出現三相短路等故障的情況，這時候需要在母聯斷路器保護中設置過流保護，該保護定值需要考慮三相短路電流等故障情況。

從沖擊波形圖可以看出，在0.1 s（100 ms）后，兩臺輔助變壓器的電流還是超過了1.5 A，如果按照原定值將會導致保護裝置動作。

3 結束語

本文主要是讓大家了解海陽核電1號機組倒送電期間，輔助變壓器沖擊試驗中母聯充電過流保護定值的計算，以及在試驗過程中的大致流程和相關波形和數據，為后續調試工作提供一些經驗。

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[4] DL/T 684—1999 大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則[S]. 中華人民共和國國家經濟貿易委員會，2000.（DL/T 684-1999 Guidance for heavy-duty generator transformer relay protection setting calculation [S]. The State Economic and Trade Commission of the People’s Republic of China, 2000.）

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[6] 李發海，朱東起. 電機學（第三版）[M]. 北京：科學出版社，2001.（LI Fa-hai, ZHU Dong-qi. Electromechanics (Version 3) [M]. Beijing: Science Press, 2001.）

RAT Impact Test Analysis for Unit 1 of Haiyang Nuclear Plant during Initial Energization

ZHANG Xue-hua，CHEN Teng-fei
(Shandong Nuclear Power Co.，Ltd.，Yantai of Shandong Prov. 265116，China)

Plant bus initial energization is an important milestone during nuclear plant construction, which is also the first large commissioning item for Haiyang Joint Startup Team, The completion of this milestone marks reliable power supply to the plant, which will guarantee the power supply to the upcoming large area commissioning. This article briefly described the RAT impact test for Unit1 of Haiyang Nuclear Power Plant during initial energization, has a preliminary analysis to the temporary protection value calculation and Bus coupler current waveform.

reserve auxiliary transformer（RAT）；gas insulated switchgear（GIS）；temporary set-point；impact test

TL38Article character：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

TL38

：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

2014-09-21

張雪華（1974—），男，蒙古族人，高級工程師，學士，從事繼電保護方向的工作。