核電廠應急柴油發電機定期試驗方法改進

李浪欣

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 原有保護配置

該核電廠EDG的差動保護為非應急保護，僅在調試及定期試驗期間投入，事故工況下EDG應急投運時自動退出[1]。以一應急柴油機LHP為例，在發電機兩側設置了2組電流互感器：一組CT設置在LHA母線應急電源進線開關柜中，另一組CT設置在柴油機中性點機端接線箱中，接線圖如圖1所示。

圖1 EDG原有差動保護接線圖

2 保護設計優化內容

新試驗方式為EDG增加了一次電流支路。仍以LHP為例，柴油機利用移動試驗負載進行滿功率試驗期間，LHA002JA斷開，LHP101JA閉合。此時，在CT2中檢測到發電機電流，而CT1中無電流，在綜保裝置中檢測到保護區間內存在差動電流且超出整定值，因此差動保護動作。

2.1 定期試驗方式改進措施

改進前，要想對該核電廠EDG進行滿功率試驗，必須通過應急安全母線與輔助外電網連接實現。并網試驗期間存在故障，導致應急母線存在失電風險，影響機組的安全運行。為降低此風險，EDG滿功率試驗只能安排在大修期間特定窗口進行。若EDG在鑒定期間出現異常，將占用大修關鍵路徑，進而影響整個大修工作安排。為解決上述問題，在EDG現有配置的基礎上，增設EDG與移動試驗負載的接口，設計一套6.6kV隔離與連接回路，用于對EDG連接移動試驗負載進行試驗，同時作為兩者間的保護和安全隔離邊界。該改進方式在不降低原有性能的前提下，為EDG連接移動試驗負載進行功率試驗提供了可能。

2.2 改進后的差動保護

為解決上述問題，需對現有的差動保護設計進行優化。針對新試驗方式下的電流支路，在中壓盤柜LHP/Q100內增設1組CT（簡稱“CT3”）。CT3專用于差動保護，將其二次繞組與CT1的二次繞組并接后接入綜保裝置。

柴油機移動負載試驗回路與柴油機帶應急母線的供電回路，同一時間內只有一條回路有效；同時，CT3二次回路設計為經可分斷的端子排與CT1二次回路并接，正常運行期間CT3的二次回路斷開，因此EDG差動保護功能不會受到影響。柴油機正常在線期間，保持CT1二次回路與綜保裝置接通；將CT3二次側短接，然后移動滑塊斷開CT3二次回路與EDG綜保裝置的連接[2]。EDG連接移動負載試驗期間，接通CT3二次回路與EDG綜保裝置的連接，取消二次側短接；移動滑塊斷開CT1二次回路與綜保裝置的連接并進行CT1二次側短接。

2.3 CT 選型計算

為防止保護誤動，用于差動保護的2組CT宜選擇同一型號、同一廠家、同一批次的產品。本項目屬于工程改造，發電機中性點側CT2由發電機廠家供貨，因采購限制，新增CT3為盤柜廠家供貨，無法保證同一廠家、同一批次，僅能保證主要參數保持一致。具體參數如表1所示。

表1 2組CT參數對比表

3 運行驗證

通過核算，新增的CT3與CT2匹配后，理論上不會發生保護誤動，但實際施工中存在CT極性連接錯誤的風險。為確保現場竣工后差動保護無誤，需在系統投運前開展CT一次通流試驗。如圖2所示，分別在U、V、W三相CT的一次回路通入電流，依次觀察電流值為30A、50A、80A時綜保裝置的動作情況。經確認，三相CT在各電流值下，差動保護均不動作，各項參數顯示正常，新增CT的接入無誤。

圖2 通流試驗接線示意圖

4 結語

綜上所述，在優化EDG周期試驗方式后，為防止原差動保護誤動作，在新型中壓開關柜中增加了一套差動保護電流互感器。通過切換兩組差動保護電路，在不同的運行條件下投入不同的電流互感器，不僅不影響區間內保護功能對設備的覆蓋，而且防止了保護誤動作[3]。該優化方法最大限度地保留了原設計，對現有系統影響不大。對類似的保護優化設計具有一定的參考價值。