“华龙一号” 核电机组主冷却剂泵试验平台继电保护整定

陈琛 董萃偲

关键词：华龙一号;主冷却剂泵试验平台;继电保护

1 背景简述

中国自20世纪80年代引进国外核电技术后，通过消化、吸收、创新，全面实现了核电自主设计、自主建设、自主运营，并跨入了“自主创造”的新阶段。拥有自主知识产权的第三代核电技术“华龙一号”随之应运而生[1]。

本文介绍了主冷却剂泵试验平台供电方案，叙述了主冷却剂泵试验平台的继电保护配置，给出高阻抗差动继电器的整定方法及算例。

2 主冷却剂泵试验平台供电方案简介

在热机修厂房中设立2面7RCS段中压配电盘为主冷却剂泵试验平台供电，中压盘采用一进一出接线，不设进线断路器。主冷却剂泵电机满载功率7.5MW，空载功率1.63MW，额定电压6.6kV，满载电流749A，空载电流163A，启动电流3700A，启动时间16s。试验时电机仅空载运行。

7RCS段中压盘电源取自公用中压配电间6.6kV中压盘7ESR段。最小运行方式下，7ESR段母线两相短路电流为19490.0A;最大运行方式下，7ESR母线三相短路电流为23954.8A。

3 7RCS段中压继电保护整定

根据文献[3]，3-10kV容量大于2000kW的异步电动机应配置差动保护、过电流保护、低电压保护、单相接地保护。

3.1 高阻抗差动保护

继电器动作电压整定，必须按照最不利的CT饱和情况和躲过最大穿越性故障电流选择，以保证继电器不误动。取1.3倍电动机最大启动电流Iq作为最大穿越性电流，一端CT饱和继电器不误动，忽略饱和CT二次漏抗，继电器动作电压满足：

当电动机发生保护区内故障时，流过故障电流的CT为高阻抗差动继电器提供电压。为保证区内故障时，CT能够提供足够的动作电压，CT的励磁拐点电压Uk应为继电器动作电压Uop的两倍左右。即

取Uop=43V，设置高阻抗差动继电器UN=50V，则电压整定值为0.86UN。

3.2 过电流保护

根据文献[3]，电动机过电流保护动作电流为：

Krel为可靠系数，取1.2;

Kcon为接线系数，取1.0;

IrM为电动机额定电流，单位A;

Kr为继电器返回系数，取0.9;

nTA为CT变比;

由于主冷却剂泵电机仅工作在空载状态，则电动机额定电流选其空载时额定电流值。

过电流保护的动作时限，需要躲过电动机启动时间，其动作时限为：

则top取18s。其中tst为电动机实际启动时间。考虑到主冷却剂泵电机空载运行时会低于满载运行启动时间，现场可根据实际空载试验结果对动作时限进行调整。

3.3 低电压保护

根据文献[3]，电动机应装设0.5s时限的低电压保护，保护动作电压应为额定电压的65%-70%。

3.4 单相接地保护

根据文献[3]，单相接地电流大于5A时装设单相接地保护，单相接地电流5-10A时动作于跳闸或信号。本项目中压厂用电为中性点不接地系统，将单相接地电流值整定为5A，继电器动作于信号。

4 7SER段中压继电保护整定

根据文献[3]，配电回路需要配置无时限/带时限电流速断保护、过电流保护、单相接地保护、过负荷保护。

4.1 电流速断保护

根据文献[3]，无时限电流速断保护装置的动作电流应躲过线路末端短路时最大三相短路电流，即

保护装置灵敏系数计算为0.8，小于1.5。无时限电流速断保护灵敏系数不满足要求。由于下游负荷为空载运行，但是其启动电流大，考虑到CT准确级及误差限制，为防止保护绕组进入饱和状态，将一次动作电流取20倍CT额定电流，即二次动作电流为20A。考虑与下游主保护之间的配合，取时间级差0.2s。此时，带时限电流速断保护灵敏系数计算为3.25。

Krel为可靠系数，取1.3;

Kcon为接线系数，取1.0;

为最大运行方式下线路末端三相短路电流初始值，经计算为18.6734kA;

nTA为CT变比;

4.2 过电流保护

根据文献[3]，为躲过下游电动机启动电流，取电动机启动电流为线路过负荷电流。则过电流保护动作电流值为：

过电流保护同时也为电流速断保护的后备保护。此时，过电流保护灵敏系数为3.12。满足规定要求。

Krel为可靠系数，取1.2;

为返回系数，取0.9;

为线路过负荷（包括电动机启动所引起的）电流，单位A;

5 总结

本文详细介紹了 “华龙一号”核电机组主冷却剂泵试验平台配电方案和继电保护整定过程。这为其他工程中高阻抗差动保护整定提供了依据。随着“华龙一号”核电机组在国内外落地，在不久的将来，“华龙一号”必将乘势腾飞。

参考文献：

[1]邰江. “华龙一号”安全特性分析[J]. 中国核电，2015， 04：293-299.