關于核電廠應急柴油發電機的繼電保護分析

李果繁

中核遼寧核電有限公司 遼寧 葫蘆島 125000

在核電廠中，應急柴油發電機能夠快速實現自動啟動程序，自動帶載程序中的應急交流電源。核電站應急柴油發電機能夠起到避免關鍵設備損壞的作用，維護電廠安全。核電廠的應急柴油發電機容量較大，具有較高的可靠性，啟動時間短，能夠實現良好的帶載功能，但目前為止，我國核電廠仍存在一定的不足，自主研發能力較差，因此，研究核電廠應急柴油發電機的繼電保護是我國核電廠面臨的重要問題。

一、應急柴油發電機繼電器保護方式優點以及不足

我國民用核安全設備監管條約對核電廠有一定制約，近些年來我國柴油機的供應商以ALSTOM公司為主，該公司的電氣保護采用傳統的繼電器保護方式。

核電廠應急柴油發電機的繼電器的1E級試驗相對來說不難，其抗震鑒定與老化功能在完成方面相對簡單，很大程度上降低了核電廠軟件鑒定困難何認證復雜的難度，更加方便地達到核電廠對RCC-E的標準。

然而在實際運行過程中，核電廠應急柴油發電機的繼電保護仍存在一定的問題與不足。傳統的核電廠應急柴油發電機的繼電器在長久的運行后，其功能可靠性是會逐漸降低的，在設備運行中很有可能出現觸頭故障，對核電廠的安全運行帶來一定的風險。核電廠對繼電器的需求量較大，過多地使用應急柴油發動機的繼電保護，很有可能會增加核電廠的電控系統，提高核電廠電控系統柜體的數量，使得電控系統柜體內部空間緊張，增加了復雜性與危險系數。

二、繼電保護設置

（一）運行模式

在核電廠中，應急柴油發電機的運行模式較為特殊，為了保證核電廠中應急柴油發動機能夠安全運行，相關工作人員要給其配置相應的繼電保護裝置，具體包括試驗方式與運行方式，試驗方式主要由安全殼壓力、反應堆保護、應急母線失壓等等信號，啟動柴油發電機，

如果核電站出現這種狀況，首先要保證其中設備的反應堆冷卻，以這樣的方式防止保護誤動，作為設備的主要保護方式。如果核電廠遇到故障，能夠第一時間發現并做出正確的反應操作，盡可能地降低對設備的損傷。運行方式主要是由就地控制柜以及主控室進行控制啟動，其試驗目標在于檢驗應急柴油發動機是否正常可用，在出現事故的緊急情況下，能夠迅速啟動，帶載程序，為檢驗核電廠事故故障以及具體狀態做好準備。但值得注意的是，如果要并網帶負荷，則需重視設備保護動作的靈敏程度，為精準發現反應發電機的故障做好準備。一般情況來說，在試驗運行狀態下，還要設置綜合保護，保證其能夠配合逆功率保護，第一時間發出準確的信號。

（二）試驗方式繼電保護

核電廠應急柴油發電機的差動保護能夠在短時間內最大程度地降低電路中的短路電流，如果發電機短路，電路中電流出現非平衡狀態，其中相應的電流會發生一定的變化，在這樣的狀況下，繼電差動保護能夠在正常工作的前提下調整電路電流，并使其保證在恒定電流的具體范圍內。發電機差動保護方式能夠很大程度上提高對繼電保護的效率，降低保護中間的延時情況，減小延時效應造成的影響，這個程序為完善核電廠應急柴油發電機的處理做好準備工作，使柴油發電機在做完針對性處理后，能夠恢復良好狀態，保證柴油發電機組能夠以正常循環狀態運行，為核電廠的正常穩定運行提供有力支持與保證。

負序過流保護指的是，當核電廠應急柴油發電機出現不對稱的短路現象時，設備定子繞組中會出現負序電流，同時產生倍頻磁場，出現倍頻電流，倍頻電流的出現對設備會產生較大的損壞。為了避免這種現象的出現，必須要精準地計算應急柴油發電機能夠承受的額定負序電流，保護轉子的正常運行。

當出現勵磁繞組短路、勵磁調節器故障以及滅磁開關開路的現象時，很有可能會引發發電機的失磁現象。一旦發生失磁現象，對應急柴油發動機會產生較大的損壞，因此，在出現發電機失磁的現象時，相關人員應第一時間斷開滅磁開關，避免對大軸造成損壞的同步功率的出現。如果柴油發電機在帶載的情況下失磁，那么它的動作時間會縮短。

核電廠應急柴油發電機繼電保護的單點接地方式指的是將核電廠中三個核電設備以并聯形式接入到一條回路中，并通過牽引導線的作用，將電線中的高壓電流接入地面，很好地預防電路形成靜電回路，為保證柴油發電機的全方位保護做好準備工作。

多點接地方式指的是將核電廠前兩次的核電設備進行單獨接地處理，像是核電廠中的高低壓加熱器、主變壓器等設備，均可應用單獨接地的接地方式。在這樣的狀況下，能夠減少接地的阻值，降低設備輻射噪音信號，創設合理的運行環境，保障相關工作人員的人身安全。

在核電廠中，小型機組不必要雙重保護，對小型機組配置相應的常規后備保護，保證相間短路故障的靈敏性，一般情況下，是設備內部相見故障、設備故障以及相鄰母線的后備保護。

在應急情況下，核電廠設備對繼電保護的可靠性有著較高的要求，要在差動保護的基礎上做出一定的改進，增加兩個差動保護裝置，使其在同時出現動作的情況下跳閘，對其采用3取2的方式進行低壓保護，只有出現兩個動作以上時才能跳閘。在出現緊急事故的過程中，跳閘保護是非常必要的，一般情況下用低電壓保護視為緊急情況保護。

結束語

應急柴油發電機在核電廠生產過程中有著重要的影響，核電廠相關工作人員要重視對應急柴油發電機的保護工作，為保證核電廠的安全生產打下堅實基礎。本文通過對柴油發電機繼電保護進行系統的分析探究，更加深入地了解繼電保護功能，為核電廠經濟發展、環境保護做出貢獻。