張雪華，陳騰飛

（山東核電有限公司，山東 煙臺 265116）

海陽核電1號機組倒送電輔助變壓器沖擊試驗保護分析

張雪華，陳騰飛

（山東核電有限公司，山東 煙臺 265116）

廠用母線受電是核電工程建設(shè)中的重要里程碑節(jié)點，也是海陽核電一期工程聯(lián)合隊首次開展的大型綜合調(diào)試啟動項目，該里程碑節(jié)點的成功實現(xiàn)，標(biāo)志著廠內(nèi)能夠獲得穩(wěn)定的電源，為后續(xù)即將展開的大面積調(diào)試提供了可靠的電源保障。文章介紹了海陽核電1號機組廠用母線受電期間輔助變壓器沖擊過程，對沖擊過程中的臨時保護定值計算和母聯(lián)電流波形進行初步分析。

輔助變；GIS；臨時定值；沖擊試驗

變壓器在第一次投入運行前，應(yīng)在額定電壓下進行沖擊合閘。沖擊試驗的目的有兩個：

1）在拉開空載變壓器時，有可能產(chǎn)生操作過電壓，為了檢查變壓器絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓，需要做沖擊試驗。

2）在帶電投入變壓器時，會產(chǎn)生勵磁涌流，其值可達6～8倍額定電流。勵磁涌流開始衰減較快，一般經(jīng)0.5～1 s即減到0.25～0.5倍額定電流，由于勵磁涌流產(chǎn)生很大的電動力，為了考核變壓器的機械強度，同時考核勵磁涌流衰減初期是否造成繼電保護裝置誤動作，需要做沖擊試驗。

1 輔助變壓器簡介

海陽核電1號機組兩臺輔助變壓器由特變電工沈陽變壓器集團有限公司承制，該變壓器為三相有載調(diào)壓分裂變壓器，詳細參數(shù)見表1。

2 輔助變壓器沖擊試驗

2.1 沖擊試驗過程介紹

海陽核電1號機組倒送電中的電源來自煙臺海發(fā)變電站，經(jīng)過220 kV線路進入現(xiàn)場220 kV開關(guān)站，如圖1所示。

兩臺輔助變壓器通過位于現(xiàn)場220 kV開關(guān)站GIS的母聯(lián)開關(guān)進行充電，首先對1號輔助變壓器A進行沖擊，共沖擊4次，每次間隔不少于5 min，第一次沖擊持續(xù)時間應(yīng)不少于10 min，后3次沖擊持續(xù)時間應(yīng)不少于5 min。完成1號輔助變壓器A沖擊后，對1號輔助變壓器B進行沖擊，沖擊過程同輔助變壓器A一樣。

在分別完成對兩臺變壓器的沖擊后，對1號輔助變壓器A和B同時進行沖擊，共沖擊1次。

2.2 母聯(lián)充電過流保護臨時定值

由于輔助變壓器是第一次受電，考慮到勵磁涌流和輔助變壓器可能出現(xiàn)短路的情況，需要投入母聯(lián)充電過流保護，該保護在正常運行時退出。母聯(lián)充電保護裝置分兩種：一種是母線保護中配置的母聯(lián)充電保護；另一種是母聯(lián)斷路器保護中的充電保護。

海陽核電一期工程中的母線保護和母聯(lián)斷路器保護是相互獨立的設(shè)備，母聯(lián)斷路器保護有獨立的屏柜和電源，不受母線差動保護運行狀態(tài)的影響，0.4 s（400 ms）內(nèi)均可起動充電過流保護。使用母聯(lián)斷路器保護進行充電保護，操作靈活、快捷。

表2為系統(tǒng)基準(zhǔn)參數(shù)。

表2 系統(tǒng)基準(zhǔn)參數(shù)Table 2 System basic parameters

經(jīng)過計算，充電保護定值見表3。

表3 充電保護定值表Table 3 Charging protection settings

2.3 輔助變壓器沖擊試驗保護分析

（1）1號輔助變壓器A的沖擊試驗

1號輔助變壓器A沖擊試驗在2012年12月11日3點23分開始，6點53分結(jié)束，共沖擊4次。本文選取第一次沖擊試驗時的220 kV母聯(lián)電流波形圖，如圖2所示。

圖2 1號輔助變壓器A第一次沖擊試驗?zāi)嘎?lián)電流波形圖Fig.2 Tie breaker current wave of the RAT 1A first impact test

從圖2可看出，勵磁涌流最大二次瞬時值在0.54 A左右，該值小于充電過流Ⅰ段臨時定值0.9 A，經(jīng)0.1 s衰減后的最大值小于充電過流Ⅱ段臨時定值0.49 A，母聯(lián)保護不會動作。

1號輔助變壓器A沖擊波形如圖3所示。

圖3 1號輔助變壓器A第一次沖擊試驗波形圖Fig.3 The first impact test wave of RAT 1A

4次沖擊試驗數(shù)據(jù)見表4。

（2）1號輔助變壓器B的沖擊試驗

1號輔助變壓器B的沖擊試驗與1號輔助變壓器A的沖擊試驗基本相同，1號輔助變壓器B沖擊試驗在2012年12月11日7點23分開始，8點58分結(jié)束，共沖擊4次。沖擊試驗數(shù)據(jù)見表5。

表4 1號輔助變壓器A沖擊試驗數(shù)據(jù)Table 4 The impact test data for RAT 1A

表5 1號輔助變壓器B沖擊試驗數(shù)據(jù)Table 5 The impact test data for RAT 1B

從表5可以看出，第二次沖擊時電流最大二次瞬時值為1.079 A，該值超過了充電過流Ⅰ段臨時定值0.9 A，但是由于過流Ⅰ段臨時定值的延時時間為0.1 s，即超過0.9 A后持續(xù)0.1 s保護動作，在0.08 ms后電流最大二次瞬時值衰減為0.8 A左右，小于充電過流Ⅰ段臨時定值，所以保護不會動作。本次沖擊波形如圖4所示。

圖4 1號輔助變壓器B第二次沖擊試驗?zāi)嘎?lián)電流波形圖Fig.4 Tie breaker current wave of the RAT 1B second impact test

（3）1號輔助變壓器A和B同時沖擊試驗

兩臺輔助變壓器同時沖擊試驗在2012年12月11日9點19分開始，共沖擊1次，同時沖擊試驗中母聯(lián)電流波形如圖5所示。

從圖5可以看出，同時沖擊時的勵磁電流最大二次瞬時值為1.358 A左右，該值小于兩臺沖擊試驗的充電過流Ⅰ段臨時定值1.8 A，經(jīng)0.18 s衰減后的電流遠小于充電過流Ⅱ段臨時定值0.49 A。

圖5 同時沖擊兩臺輔助變壓器時母聯(lián)電流波形圖Fig.5 The breaker current waves of RAT 1A and 1B impact test simultaneously

（4）保護方向測量中充電過流保護

為了校核和驗證二次回路接線正確和整套保護裝置整定正確性，在2012年12月13日，公司組織負荷進行保護方向測量。在投入運行兩臺變壓器前，電網(wǎng)調(diào)度對充電保護定值提出質(zhì)疑，并下達了新的定值，兩份定值對比見表6。

表6 定值對比表Table 6 Settings comparison

從表6可以看出，原定值與新定值在充電過流Ⅰ段中一樣，主要是過流保護定值變動較大，在之前沖擊試驗中，僅計算充電過流定值，沒有考慮過流保護定值，電網(wǎng)調(diào)度下達新定值，原因如下：

根據(jù)保護裝置設(shè)計，0.4 s（400 ms）內(nèi)充電過流保護可以起動，這時間之外充電過流保護會被閉鎖，在母線保護中沒有過流保護以及母差的CT極性尚未檢查（在帶負荷檢查極性前，認(rèn)為相關(guān)保護是不可靠的），考慮到在400 ms后出現(xiàn)三相短路等故障的情況，這時候需要在母聯(lián)斷路器保護中設(shè)置過流保護，該保護定值需要考慮三相短路電流等故障情況。

從沖擊波形圖可以看出，在0.1 s（100 ms）后，兩臺輔助變壓器的電流還是超過了1.5 A，如果按照原定值將會導(dǎo)致保護裝置動作。

3 結(jié)束語

本文主要是讓大家了解海陽核電1號機組倒送電期間，輔助變壓器沖擊試驗中母聯(lián)充電過流保護定值的計算，以及在試驗過程中的大致流程和相關(guān)波形和數(shù)據(jù)，為后續(xù)調(diào)試工作提供一些經(jīng)驗。

[1] 王寧. 核電機組電氣設(shè)計分析[J]. 中國核電，2010，3（4）：308-315.（WANG Ning. Analysis on nuclear power plant electrical design [J] China Nuclear Power, 2010, 3(4):308-315.）

[2] 朱偉. 核電廠發(fā)電機變壓器組繼電保護裝置的應(yīng)用[J]，中國核電，2013，6（3）：197-202.（ZHU Wei. Application of relay protection device for generator transformer group of nuclear power plant [J], China Nuclear Power, 2013, 6.(3):197-202.）

[3] 山東核電有限公司. 海陽1號機組廠用系統(tǒng)首次受電方案0版[R]，2012.（Shandong Nuclear Power Co., Ltd. The first-time power receiving plan for the plant service systems of Unit 1 of Haiyang NPP, Version 0 [R], 2012.）

[4] DL/T 684—1999 大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導(dǎo)則[S]. 中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會，2000.（DL/T 684-1999 Guidance for heavy-duty generator transformer relay protection setting calculation [S]. The State Economic and Trade Commission of the People’s Republic of China, 2000.）

[5] 賀家李，李永麗，董新洲，等. 電力系統(tǒng)繼電保護原理（第四版）[M]. 北京：中國電力出版社，2010.（HE Jia-li, LI Yong-li, DONG Xin-zhou, et. al. Electric System Relay Protection Theory (Version 4) [M]. Beijing: China Electric Power Press, 2010.）

[6] 李發(fā)海，朱東起. 電機學(xué)（第三版）[M]. 北京：科學(xué)出版社，2001.（LI Fa-hai, ZHU Dong-qi. Electromechanics (Version 3) [M]. Beijing: Science Press, 2001.）

RAT Impact Test Analysis for Unit 1 of Haiyang Nuclear Plant during Initial Energization

ZHANG Xue-hua，CHEN Teng-fei
(Shandong Nuclear Power Co.，Ltd.，Yantai of Shandong Prov. 265116，China)

Plant bus initial energization is an important milestone during nuclear plant construction, which is also the first large commissioning item for Haiyang Joint Startup Team, The completion of this milestone marks reliable power supply to the plant, which will guarantee the power supply to the upcoming large area commissioning. This article briefly described the RAT impact test for Unit1 of Haiyang Nuclear Power Plant during initial energization, has a preliminary analysis to the temporary protection value calculation and Bus coupler current waveform.

reserve auxiliary transformer（RAT）；gas insulated switchgear（GIS）；temporary set-point；impact test

TL38Article character：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

TL38

：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

2014-09-21

張雪華（1974—），男，蒙古族人，高級工程師，學(xué)士，從事繼電保護方向的工作。