核電廠1000MW機組繼電保護技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(jù)調(diào)查結(jié)果制定出相對應(yīng)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(shù)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(shù)進行革新和拓展，首先需要對該技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀進行探究。

1.1 繼電保護技術(shù)發(fā)展速度快

近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護技術(shù)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(shù)催生出了不同類型、作用不同的電路保護產(chǎn)品，對于各個電廠帶去了更為全面的防護和保障。科技水平的提升有利于新產(chǎn)品的開發(fā)，當(dāng)前不同規(guī)模的機組都配有相應(yīng)的繼電保護設(shè)施，一旦設(shè)備出現(xiàn)了異常的運轉(zhuǎn)情況，保護設(shè)備可以及時切斷電源并對設(shè)備以及核電廠提供相應(yīng)的防護，保障了作業(yè)和人員安全[1]。

1.2 繼電保護設(shè)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(shù)的時候，需要根據(jù)設(shè)備的實際情況來進行處理。我國當(dāng)前使用的繼電保護設(shè)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(shè)備很難投入使用。在當(dāng)前繼電保護技術(shù)飛速發(fā)展的階段，需要我本土的高電壓機組設(shè)計制造出更符合本國發(fā)電需要以及設(shè)備規(guī)格的繼電保護設(shè)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(shè)備逐漸微型化，越來越多的微型繼電保護設(shè)備進入到市場。高電壓機組在運轉(zhuǎn)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(dāng)前核電廠在配置繼電保護技術(shù)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(shù)自動化水平，通過完善自動化技術(shù)來為發(fā)電機組提供全面的防護[2]。

2 繼電保護技術(shù)的提升和完善

我國現(xiàn)階段的繼電保護技術(shù)雖然已經(jīng)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(jié)合核電廠的特殊性，需要對當(dāng)前的繼電保護技術(shù)進行不斷的革新和提升，從而使得繼電保護技術(shù)能夠為機組的運轉(zhuǎn)提供全面的、持續(xù)的防護。

2.1 增強對電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的熟悉度

繼電保護裝置的配置需要與機組內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熟悉度越高，設(shè)計出來的保護裝置才能夠更好地與發(fā)電設(shè)備結(jié)合起來。因此在設(shè)計繼電保護裝置之前，首先要對1000MW機組有充分的認(rèn)識，對于其內(nèi)部的線路分布和工作原理進行充分的調(diào)研和分析，進而在最佳的位置配置保護裝置。現(xiàn)有的繼電保護裝置在設(shè)計的過程中，忽視了機組的尺寸和裝置情況，導(dǎo)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(shè)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(zhuǎn)過程中，機組內(nèi)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(shè)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(nèi)部結(jié)構(gòu)都要十分熟悉。

2.2 擴大繼電保護設(shè)備的防護范圍

當(dāng)前1000MW機組所使用的繼電保護設(shè)備存在一定的局限性，可以設(shè)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(dāng)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(shè)備會調(diào)動備用防護系統(tǒng)，從而為設(shè)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(dǎo)致設(shè)備缺少二次防護，對于電路系統(tǒng)也會產(chǎn)生嚴(yán)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(shè)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。現(xiàn)有的繼電保護技術(shù)忽視了電路切斷的效率，發(fā)電設(shè)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(shù)的過程中，需要針對發(fā)電設(shè)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(dāng)機組的耗電量超過標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)高于普通的防護裝置。

2.4 完善配套機電設(shè)備的防護裝置

在1000MW機組運轉(zhuǎn)的過程中，除了對設(shè)備本身進行防護，也應(yīng)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(shè)備，在技術(shù)革新的過程中可以根據(jù)變壓器的實際情況來設(shè)計不同的保護裝置。在裝置中置入檢測設(shè)備，一旦出現(xiàn)供電不穩(wěn)定、線路短路或者是機組運轉(zhuǎn)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(dāng)前的故障進行深入分析。

3 結(jié)語

隨著我國核能發(fā)電技術(shù)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(shù)也應(yīng)得到同步的提升，以便讓機組保護措施能夠與機組的運轉(zhuǎn)相匹配。日新月異的繼電保護技術(shù)不僅僅可以保障機組的正常工作，更能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，在保持發(fā)電效率的基礎(chǔ)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(shè)備的防護，也能夠為機組的正常運轉(zhuǎn)提供一個更為穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。