核电站厂用电系统的保护定值校验

王文明 薛 睿 张琯乐

中广核研究院有限公司，广东深圳 518124

某核电站水厂电源采用单电源供电方式，影响核电站的供水安全。为提高核电站的供水安全，对水厂供电方式进行改造,增加一路水厂10kV电源，实现一主一备的供电方式，提高水厂供电的可靠性。本文对水厂的保护定值进行了校验计算，对不合适的保护定值进行修改，经过修改，水厂电源及厂用电系统的可靠性得到优化。

1 系统介绍

1.1 改造后水厂供电方式

根据水厂电源供电方式设计，水厂10kV I、II段母线采用并列运行方式。在正常工况下，由6.6kV核电站厂用电作为主电源，经0LGIB106JA开关及升压变压器（SC10TR）对水厂10kV电源I段母线进行供电；当主电源不可用时，由音山站施工变压器对水厂10kV电源II母线进行供电。

1.2 短路电流计算

根据保护设备安装位置及保护校验的需要，选择10kV母线、水厂变低压侧两个短路点进行短路计算，计算结果如表1所示。

表1 各点短路电流值（kA）

1.3 开关保护整定值说明

根据水厂保护定值清单以及新增电气设备的保护整定值，并结合水厂实际运行情况，对核电站厂用电系统、音山站10kV系统、新增电气设备及水厂设备的保护定值进行整体校验，保证电力系统及所有用电负荷的安全可靠运行。

对其整定做出如下说明：本次保护校验截止0LGIB106JA、F07JA开关，对不满足配合需求的保护定值，进行适当修改。

2 保护定值校验

根据原保护定值、部分新设定值及保护设定原则，在满足保护在速动性、可靠性、选择性、灵敏性的基础上，对原有保护定值进行校验。

经查，核电站厂用电系统断路器的分闸时间均小于40ms。

2.1 过流保护校验

经过对核电站厂用电、施工变及水厂保护定值中过流保护定值的校验，发现部分过流保护定值整定不合理，需要进行调整，过流保护配置修改情况如图1所示，具体修改情况及原因如下：

（1）对于馈线开关（F07）过流Ⅰ段保护定值，考虑下游进线开关（AH10JA）过流Ⅰ段保护定值为1434A、0.15s，下游分段开关（AH5JA）过流Ⅰ段保护定值为973A、0.05s。其定值1800A、0.05s不合理，存在越级跳闸风险，修改为1800A、0.15s。

（2）对于进线开关（AH10JA）过流Ⅰ段保护定值，考虑上游馈线开关（F07）过流Ⅰ段保护定值为1800A、0.15s；下游分段开关（AH5JA）过流Ⅰ段保护定值为973A、0.05s。其定值1434A、0.1s不合理，存在越级跳闸风险，修改为1434A、0.15s。

（3）对于进线开关（AH10JA）过流Ⅱ段保护定值，考虑上游馈线开关（F07）过流Ⅱ段保护定值为696A、0.5s、过流Ⅲ段保护定值为524A、1s；下游分段开关（AH5JA）过流Ⅱ段保护定值为390A、0.3s、过流Ⅲ段保护定值为156A、0.5s。其定值294A、0.2s不合理，存在越级跳闸风险，修改为450A、0.4s。

（4）对于进线开关（AH10JA）过流Ⅲ段保护定值，考虑上游馈线开关（F07）过流Ⅲ段保护定值为524A、1s；下游分段开关（AH5JA）过流Ⅲ段保护定值为156A、0.6s。其定值234A、0.5s不合理，存在越级跳闸风险，修改为234A、0.7s。

（5）对于进线开关（AH5JA）过流Ⅰ段保护定值，考虑上游进线开关（AH10JA）过流Ⅰ段保护定值为234A、0.7s；下游负荷开关（AH3JA）过流保护定值为78A、0.5s。其定值156A、0.5s不合理，存在越级跳闸风险，延时修改为0.6s，动作值不变，为156A。

（6）对于分段开关（AH5JA）过流Ⅱ段保护定值，考虑上游进线开关（AH1JA）过流Ⅰ段保护定值为408A、0.5s；下游负荷开关（AH3JA）速断保护定值为367A、0.2s。其定值240A不合理，存在越级跳闸风险，修改为390A，延时不变，为0.3s。

图1 过流保护配置图

（7）对于分段开关（AH5JA）过流Ⅲ段保护定值，考虑最不利情况，按系统大方式运行，水厂变压器低压侧最大三相短路有足够的可靠性整定，取可靠系数1.4，则动作电流：

其值小于进线开关（AH10JA）过流Ⅲ段定值（1434A），取I时间延时t=0.05s。按保护安装处短路校验保护灵敏度：

保护灵敏度满足要求。

2.2 零序过流保护校验

根据设计说明，变压器SC10TR连接组别为Yn，d1，10kV侧采用小电阻接地，接地电阻为15Ω；音山站10kV母线采用接地变的接地方式，接地电阻为15Ω，因此零序过流保护配置定值一致，出口方式为跳闸。

零序电流整定：按变压器出口/10kV母线接地故障有5倍灵敏度整定。

保护出口方式：跳闸；

根据零序过流保护的特点，各开关零序过流保护定值如下：

（1）对于进线开关（AH1JA），零序过流Ⅰ段保护定值设定为70A、1s，零序过流Ⅱ段保护、零序过流Ⅲ段保护退出运行。

（2）对于进线开关（AH10JA），零序过流Ⅰ段保护定值设定为55A、0.8s，零序过流Ⅱ段保护定值为25.5A、1s，零序过流Ⅲ段保护退出运行。

（3）对于分段开关（AH5JA），零序过流Ⅰ段保护定值设定为50A、0.7s，零序过流Ⅱ段保护定值为25 A、0.8s，零序过流Ⅲ段保护退出运行。

（4）对于10kV母线上的各馈线开关，其零序保护定值不变。

3 结语

综上所述，在保护定值的校验过程中，不仅要考虑各种运行方式下本开关的保护需求，还要结合上下游的开关、负荷、保护整定值等情况，综合全局进行考虑，在满足被保护设备安全的前提下，要满足系统安全可靠运行的需求。