核電站廠用電系統(tǒng)的保護定值校驗

王文明 薛 睿 張琯樂

中廣核研究院有限公司，廣東深圳 518124

某核電站水廠電源采用單電源供電方式，影響核電站的供水安全。為提高核電站的供水安全，對水廠供電方式進行改造,增加一路水廠10kV電源，實現(xiàn)一主一備的供電方式，提高水廠供電的可靠性。本文對水廠的保護定值進行了校驗計算，對不合適的保護定值進行修改，經(jīng)過修改，水廠電源及廠用電系統(tǒng)的可靠性得到優(yōu)化。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 改造后水廠供電方式

根據(jù)水廠電源供電方式設(shè)計，水廠10kV I、II段母線采用并列運行方式。在正常工況下，由6.6kV核電站廠用電作為主電源，經(jīng)0LGIB106JA開關(guān)及升壓變壓器（SC10TR）對水廠10kV電源I段母線進行供電；當主電源不可用時，由音山站施工變壓器對水廠10kV電源II母線進行供電。

1.2 短路電流計算

根據(jù)保護設(shè)備安裝位置及保護校驗的需要，選擇10kV母線、水廠變低壓側(cè)兩個短路點進行短路計算，計算結(jié)果如表1所示。

表1 各點短路電流值（kA）

1.3 開關(guān)保護整定值說明

根據(jù)水廠保護定值清單以及新增電氣設(shè)備的保護整定值，并結(jié)合水廠實際運行情況，對核電站廠用電系統(tǒng)、音山站10kV系統(tǒng)、新增電氣設(shè)備及水廠設(shè)備的保護定值進行整體校驗，保證電力系統(tǒng)及所有用電負荷的安全可靠運行。

對其整定做出如下說明：本次保護校驗截止0LGIB106JA、F07JA開關(guān)，對不滿足配合需求的保護定值，進行適當修改。

2 保護定值校驗

根據(jù)原保護定值、部分新設(shè)定值及保護設(shè)定原則，在滿足保護在速動性、可靠性、選擇性、靈敏性的基礎(chǔ)上，對原有保護定值進行校驗。

經(jīng)查，核電站廠用電系統(tǒng)斷路器的分閘時間均小于40ms。

2.1 過流保護校驗

經(jīng)過對核電站廠用電、施工變及水廠保護定值中過流保護定值的校驗，發(fā)現(xiàn)部分過流保護定值整定不合理，需要進行調(diào)整，過流保護配置修改情況如圖1所示，具體修改情況及原因如下：

（1）對于饋線開關(guān)（F07）過流Ⅰ段保護定值，考慮下游進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅰ段保護定值為1434A、0.15s，下游分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅰ段保護定值為973A、0.05s。其定值1800A、0.05s不合理，存在越級跳閘風險，修改為1800A、0.15s。

（2）對于進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅰ段保護定值，考慮上游饋線開關(guān)（F07）過流Ⅰ段保護定值為1800A、0.15s；下游分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅰ段保護定值為973A、0.05s。其定值1434A、0.1s不合理，存在越級跳閘風險，修改為1434A、0.15s。

（3）對于進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅱ段保護定值，考慮上游饋線開關(guān)（F07）過流Ⅱ段保護定值為696A、0.5s、過流Ⅲ段保護定值為524A、1s；下游分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅱ段保護定值為390A、0.3s、過流Ⅲ段保護定值為156A、0.5s。其定值294A、0.2s不合理，存在越級跳閘風險，修改為450A、0.4s。

（4）對于進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅲ段保護定值，考慮上游饋線開關(guān)（F07）過流Ⅲ段保護定值為524A、1s；下游分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅲ段保護定值為156A、0.6s。其定值234A、0.5s不合理，存在越級跳閘風險，修改為234A、0.7s。

（5）對于進線開關(guān)（AH5JA）過流Ⅰ段保護定值，考慮上游進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅰ段保護定值為234A、0.7s；下游負荷開關(guān)（AH3JA）過流保護定值為78A、0.5s。其定值156A、0.5s不合理，存在越級跳閘風險，延時修改為0.6s，動作值不變，為156A。

（6）對于分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅱ段保護定值，考慮上游進線開關(guān)（AH1JA）過流Ⅰ段保護定值為408A、0.5s；下游負荷開關(guān)（AH3JA）速斷保護定值為367A、0.2s。其定值240A不合理，存在越級跳閘風險，修改為390A，延時不變，為0.3s。

圖1 過流保護配置圖

（7）對于分段開關(guān)（AH5JA）過流Ⅲ段保護定值，考慮最不利情況，按系統(tǒng)大方式運行，水廠變壓器低壓側(cè)最大三相短路有足夠的可靠性整定，取可靠系數(shù)1.4，則動作電流：

其值小于進線開關(guān)（AH10JA）過流Ⅲ段定值（1434A），取I時間延時t=0.05s。按保護安裝處短路校驗保護靈敏度：

保護靈敏度滿足要求。

2.2 零序過流保護校驗

根據(jù)設(shè)計說明，變壓器SC10TR連接組別為Yn，d1，10kV側(cè)采用小電阻接地，接地電阻為15Ω；音山站10kV母線采用接地變的接地方式，接地電阻為15Ω，因此零序過流保護配置定值一致，出口方式為跳閘。

零序電流整定：按變壓器出口/10kV母線接地故障有5倍靈敏度整定。

保護出口方式：跳閘；

根據(jù)零序過流保護的特點，各開關(guān)零序過流保護定值如下：

（1）對于進線開關(guān)（AH1JA），零序過流Ⅰ段保護定值設(shè)定為70A、1s，零序過流Ⅱ段保護、零序過流Ⅲ段保護退出運行。

（2）對于進線開關(guān)（AH10JA），零序過流Ⅰ段保護定值設(shè)定為55A、0.8s，零序過流Ⅱ段保護定值為25.5A、1s，零序過流Ⅲ段保護退出運行。

（3）對于分段開關(guān)（AH5JA），零序過流Ⅰ段保護定值設(shè)定為50A、0.7s，零序過流Ⅱ段保護定值為25 A、0.8s，零序過流Ⅲ段保護退出運行。

（4）對于10kV母線上的各饋線開關(guān)，其零序保護定值不變。

3 結(jié)語

綜上所述，在保護定值的校驗過程中，不僅要考慮各種運行方式下本開關(guān)的保護需求，還要結(jié)合上下游的開關(guān)、負荷、保護整定值等情況，綜合全局進行考慮，在滿足被保護設(shè)備安全的前提下，要滿足系統(tǒng)安全可靠運行的需求。