核电站1000MW级机组的发变组保护配置

　　引言

　　GB14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》4.2中对发电机保护所做的规定，对核电站的大机组保护可参照执行。本文根据二代加核电站电气主接线及核岛设备运行的特点，在吸收国外核电及国内大机组保护的工程经验的基础上，提出了核电站发变组保护配置方案并对保护用的电流互感器进行了计算校验。

　　一、核电站电气主接线及运行特点

　　核电站10OOMW级机组以发电机一双圈变压器组的单元接线接入系统，发电机和主变压器之间装设发电机出口断路器，发电机中性点采用接地变压器接地方式。2台降压变从主变压器低压侧和发电机出口断路器之间引接，降压变为低压侧双分裂绕组的有载调压变压器，高压绕组为星形接线，低压绕组为三角形接线，其中一台降压变的高压星形绕组中性点通过接地变压器接地。中压厂用电系统采用不接地方式以提高供电的可靠连续性，不同于常规火电采用的中压系统经中电阻接地的方式。核电站对于厂用电的要求很高，在正常运行时必需保证2路不同广外电源可用 ，而且彼此应是相互独立的和实体分隔的，以尽可能降低同一故障引起2路电源同时断电的概率。另外，核岛部分设备诸如反应堆冷却剂泵的运行情况直接影响到反应堆的安全问题，需要启动发变组保护联跳。

　　二、发变组继电保护的配置

　　为确保核电站机组安全和厂用电的可靠，对主要的电气故障和异常运行工况都设置有双重化保护，双套保护的110V直流电源分别来自常规岛和核岛各自独立的直流系统。本工程共设5面保护柜，保护A、C柜配有发电机的双重化保护装置，保护B、D柜配有主变及厂变的双重化保护装置，保护E柜为非电量保护柜，除主变及厂变的非电量保护外，还设有励磁变保护及其他系统联锁保护。保护配置的主要原则为主保护双重化配置，加强主保护及简化后备保护。

　　2.1主保护及后备保护

　　2.1.1发电机差动保护及匝间保护

　　发电机完全纵差保护对相间故障的灵敏度最高，但对定子绕组匝间短路和开焊故障却无能为力。由于目前国内三大电机厂与外方合作的产品都只能做到发电机中性点引出3个端头，不可能安装可反应相间短路的横差保护、不完全差动保护和裂相差动保护，只能采用发电机完全纵差保护作为主保护。对于核电站而言，装有发电机出口断路器，无需再配置发变组大差动保护。发电机端部结构复杂，既有相间绝缘又有匝间绝缘，如果端部固定不当或发生振动，水冷系统漏水等都可能会使绝缘逐渐磨损引起短路，因此有必要装设匝间短路保护。由于发电机结构方面的原因，不能装设单元件横差保护、不完全差动保护、裂相差动保护等对匝间短路有很好技术性能的保护，只能使用纵向零序电压原理的保护。