關(guān)于核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)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(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)能夠快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)程序，自動(dòng)帶載程序中的應(yīng)急交流電源。核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)能夠起到避免關(guān)鍵設(shè)備損壞的作用，維護(hù)電廠安全。核電廠的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)容量較大，具有較高的可靠性，啟動(dòng)時(shí)間短，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的帶載功能，但目前為止，我國(guó)核電廠仍存在一定的不足，自主研發(fā)能力較差，因此，研究核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)是我國(guó)核電廠面臨的重要問(wèn)題。

一、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)繼電器保護(hù)方式優(yōu)點(diǎn)以及不足

我國(guó)民用核安全設(shè)備監(jiān)管條約對(duì)核電廠有一定制約，近些年來(lái)我國(guó)柴油機(jī)的供應(yīng)商以ALSTOM公司為主，該公司的電氣保護(hù)采用傳統(tǒng)的繼電器保護(hù)方式。

核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的繼電器的1E級(jí)試驗(yàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)不難，其抗震鑒定與老化功能在完成方面相對(duì)簡(jiǎn)單，很大程度上降低了核電廠軟件鑒定困難何認(rèn)證復(fù)雜的難度，更加方便地達(dá)到核電廠對(duì)RCC-E的標(biāo)準(zhǔn)。

然而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)仍存在一定的問(wèn)題與不足。傳統(tǒng)的核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的繼電器在長(zhǎng)久的運(yùn)行后，其功能可靠性是會(huì)逐漸降低的，在設(shè)備運(yùn)行中很有可能出現(xiàn)觸頭故障，對(duì)核電廠的安全運(yùn)行帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。核電廠對(duì)繼電器的需求量較大，過(guò)多地使用應(yīng)急柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)，很有可能會(huì)增加核電廠的電控系統(tǒng)，提高核電廠電控系統(tǒng)柜體的數(shù)量，使得電控系統(tǒng)柜體內(nèi)部空間緊張，增加了復(fù)雜性與危險(xiǎn)系數(shù)。

二、繼電保護(hù)設(shè)置

（一）運(yùn)行模式

在核電廠中，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行模式較為特殊，為了保證核電廠中應(yīng)急柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠安全運(yùn)行，相關(guān)工作人員要給其配置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，具體包括試驗(yàn)方式與運(yùn)行方式，試驗(yàn)方式主要由安全殼壓力、反應(yīng)堆保護(hù)、應(yīng)急母線失壓等等信號(hào)，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，

如果核電站出現(xiàn)這種狀況，首先要保證其中設(shè)備的反應(yīng)堆冷卻，以這樣的方式防止保護(hù)誤動(dòng)，作為設(shè)備的主要保護(hù)方式。如果核電廠遇到故障，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并做出正確的反應(yīng)操作，盡可能地降低對(duì)設(shè)備的損傷。運(yùn)行方式主要是由就地控制柜以及主控室進(jìn)行控制啟動(dòng)，其試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)在于檢驗(yàn)應(yīng)急柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是否正常可用，在出現(xiàn)事故的緊急情況下，能夠迅速啟動(dòng)，帶載程序，為檢驗(yàn)核電廠事故故障以及具體狀態(tài)做好準(zhǔn)備。但值得注意的是，如果要并網(wǎng)帶負(fù)荷，則需重視設(shè)備保護(hù)動(dòng)作的靈敏程度，為精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)發(fā)電機(jī)的故障做好準(zhǔn)備。一般情況來(lái)說(shuō)，在試驗(yàn)運(yùn)行狀態(tài)下，還要設(shè)置綜合保護(hù)，保證其能夠配合逆功率保護(hù)，第一時(shí)間發(fā)出準(zhǔn)確的信號(hào)。

（二）試驗(yàn)方式繼電保護(hù)

核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)能夠在短時(shí)間內(nèi)最大程度地降低電路中的短路電流，如果發(fā)電機(jī)短路，電路中電流出現(xiàn)非平衡狀態(tài)，其中相應(yīng)的電流會(huì)發(fā)生一定的變化，在這樣的狀況下，繼電差動(dòng)保護(hù)能夠在正常工作的前提下調(diào)整電路電流，并使其保證在恒定電流的具體范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)方式能夠很大程度上提高對(duì)繼電保護(hù)的效率，降低保護(hù)中間的延時(shí)情況，減小延時(shí)效應(yīng)造成的影響，這個(gè)程序?yàn)橥晟坪穗姀S應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的處理做好準(zhǔn)備工作，使柴油發(fā)電機(jī)在做完針對(duì)性處理后，能夠恢復(fù)良好狀態(tài)，保證柴油發(fā)電機(jī)組能夠以正常循環(huán)狀態(tài)運(yùn)行，為核電廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支持與保證。

負(fù)序過(guò)流保護(hù)指的是，當(dāng)核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的短路現(xiàn)象時(shí)，設(shè)備定子繞組中會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電流，同時(shí)產(chǎn)生倍頻磁場(chǎng)，出現(xiàn)倍頻電流，倍頻電流的出現(xiàn)對(duì)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較大的損壞。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須要精準(zhǔn)地計(jì)算應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)能夠承受的額定負(fù)序電流，保護(hù)轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行。

當(dāng)出現(xiàn)勵(lì)磁繞組短路、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障以及滅磁開(kāi)關(guān)開(kāi)路的現(xiàn)象時(shí)，很有可能會(huì)引發(fā)發(fā)電機(jī)的失磁現(xiàn)象。一旦發(fā)生失磁現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)急柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的損壞，因此，在出現(xiàn)發(fā)電機(jī)失磁的現(xiàn)象時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)第一時(shí)間斷開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，避免對(duì)大軸造成損壞的同步功率的出現(xiàn)。如果柴油發(fā)電機(jī)在帶載的情況下失磁，那么它的動(dòng)作時(shí)間會(huì)縮短。

核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的單點(diǎn)接地方式指的是將核電廠中三個(gè)核電設(shè)備以并聯(lián)形式接入到一條回路中，并通過(guò)牽引導(dǎo)線的作用，將電線中的高壓電流接入地面，很好地預(yù)防電路形成靜電回路，為保證柴油發(fā)電機(jī)的全方位保護(hù)做好準(zhǔn)備工作。

多點(diǎn)接地方式指的是將核電廠前兩次的核電設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)接地處理，像是核電廠中的高低壓加熱器、主變壓器等設(shè)備，均可應(yīng)用單獨(dú)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(shè)備輻射噪音信號(hào)，創(chuàng)設(shè)合理的運(yùn)行環(huán)境，保障相關(guān)工作人員的人身安全。

在核電廠中，小型機(jī)組不必要雙重保護(hù)，對(duì)小型機(jī)組配置相應(yīng)的常規(guī)后備保護(hù)，保證相間短路故障的靈敏性，一般情況下，是設(shè)備內(nèi)部相見(jiàn)故障、設(shè)備故障以及相鄰母線的后備保護(hù)。

在應(yīng)急情況下，核電廠設(shè)備對(duì)繼電保護(hù)的可靠性有著較高的要求，要在差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上做出一定的改進(jìn)，增加兩個(gè)差動(dòng)保護(hù)裝置，使其在同時(shí)出現(xiàn)動(dòng)作的情況下跳閘，對(duì)其采用3取2的方式進(jìn)行低壓保護(hù)，只有出現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作以上時(shí)才能跳閘。在出現(xiàn)緊急事故的過(guò)程中，跳閘保護(hù)是非常必要的，一般情況下用低電壓保護(hù)視為緊急情況保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在核電廠生產(chǎn)過(guò)程中有著重要的影響，核電廠相關(guān)工作人員要重視對(duì)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的保護(hù)工作，為保證核電廠的安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文通過(guò)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析探究，更加深入地了解繼電保護(hù)功能，為核電廠經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。