关于核电厂应急柴油发电机的继电保护分析

李果繁

中核辽宁核电有限公司 辽宁 葫芦岛 125000

在核电厂中，应急柴油发电机能够快速实现自动启动程序，自动带载程序中的应急交流电源。核电站应急柴油发电机能够起到避免关键设备损坏的作用，维护电厂安全。核电厂的应急柴油发电机容量较大，具有较高的可靠性，启动时间短，能够实现良好的带载功能，但目前为止，我国核电厂仍存在一定的不足，自主研发能力较差，因此，研究核电厂应急柴油发电机的继电保护是我国核电厂面临的重要问题。

一、应急柴油发电机继电器保护方式优点以及不足

我国民用核安全设备监管条约对核电厂有一定制约，近些年来我国柴油机的供应商以ALSTOM公司为主，该公司的电气保护采用传统的继电器保护方式。

核电厂应急柴油发电机的继电器的1E级试验相对来说不难，其抗震鉴定与老化功能在完成方面相对简单，很大程度上降低了核电厂软件鉴定困难何认证复杂的难度，更加方便地达到核电厂对RCC-E的标准。

然而在实际运行过程中，核电厂应急柴油发电机的继电保护仍存在一定的问题与不足。传统的核电厂应急柴油发电机的继电器在长久的运行后，其功能可靠性是会逐渐降低的，在设备运行中很有可能出现触头故障，对核电厂的安全运行带来一定的风险。核电厂对继电器的需求量较大，过多地使用应急柴油发动机的继电保护，很有可能会增加核电厂的电控系统，提高核电厂电控系统柜体的数量，使得电控系统柜体内部空间紧张，增加了复杂性与危险系数。

二、继电保护设置

（一）运行模式

在核电厂中，应急柴油发电机的运行模式较为特殊，为了保证核电厂中应急柴油发动机能够安全运行，相关工作人员要给其配置相应的继电保护装置，具体包括试验方式与运行方式，试验方式主要由安全壳压力、反应堆保护、应急母线失压等等信号，启动柴油发电机，

如果核电站出现这种状况，首先要保证其中设备的反应堆冷却，以这样的方式防止保护误动，作为设备的主要保护方式。如果核电厂遇到故障，能够第一时间发现并做出正确的反应操作，尽可能地降低对设备的损伤。运行方式主要是由就地控制柜以及主控室进行控制启动，其试验目标在于检验应急柴油发动机是否正常可用，在出现事故的紧急情况下，能够迅速启动，带载程序，为检验核电厂事故故障以及具体状态做好准备。但值得注意的是，如果要并网带负荷，则需重视设备保护动作的灵敏程度，为精准发现反应发电机的故障做好准备。一般情况来说，在试验运行状态下，还要设置综合保护，保证其能够配合逆功率保护，第一时间发出准确的信号。

（二）试验方式继电保护

核电厂应急柴油发电机的差动保护能够在短时间内最大程度地降低电路中的短路电流，如果发电机短路，电路中电流出现非平衡状态，其中相应的电流会发生一定的变化，在这样的状况下，继电差动保护能够在正常工作的前提下调整电路电流，并使其保证在恒定电流的具体范围内。发电机差动保护方式能够很大程度上提高对继电保护的效率，降低保护中间的延时情况，减小延时效应造成的影响，这个程序为完善核电厂应急柴油发电机的处理做好准备工作，使柴油发电机在做完针对性处理后，能够恢复良好状态，保证柴油发电机组能够以正常循环状态运行，为核电厂的正常稳定运行提供有力支持与保证。

负序过流保护指的是，当核电厂应急柴油发电机出现不对称的短路现象时，设备定子绕组中会出现负序电流，同时产生倍频磁场，出现倍频电流，倍频电流的出现对设备会产生较大的损坏。为了避免这种现象的出现，必须要精准地计算应急柴油发电机能够承受的额定负序电流，保护转子的正常运行。

当出现励磁绕组短路、励磁调节器故障以及灭磁开关开路的现象时，很有可能会引发发电机的失磁现象。一旦发生失磁现象，对应急柴油发动机会产生较大的损坏，因此，在出现发电机失磁的现象时，相关人员应第一时间断开灭磁开关，避免对大轴造成损坏的同步功率的出现。如果柴油发电机在带载的情况下失磁，那么它的动作时间会缩短。

核电厂应急柴油发电机继电保护的单点接地方式指的是将核电厂中三个核电设备以并联形式接入到一条回路中，并通过牵引导线的作用，将电线中的高压电流接入地面，很好地预防电路形成静电回路，为保证柴油发电机的全方位保护做好准备工作。

多点接地方式指的是将核电厂前两次的核电设备进行单独接地处理，像是核电厂中的高低压加热器、主变压器等设备，均可应用单独接地的接地方式。在这样的状况下，能够减少接地的阻值，降低设备辐射噪音信号，创设合理的运行环境，保障相关工作人员的人身安全。

在核电厂中，小型机组不必要双重保护，对小型机组配置相应的常规后备保护，保证相间短路故障的灵敏性，一般情况下，是设备内部相见故障、设备故障以及相邻母线的后备保护。

在应急情况下，核电厂设备对继电保护的可靠性有着较高的要求，要在差动保护的基础上做出一定的改进，增加两个差动保护装置，使其在同时出现动作的情况下跳闸，对其采用3取2的方式进行低压保护，只有出现两个动作以上时才能跳闸。在出现紧急事故的过程中，跳闸保护是非常必要的，一般情况下用低电压保护视为紧急情况保护。

结束语

应急柴油发电机在核电厂生产过程中有着重要的影响，核电厂相关工作人员要重视对应急柴油发电机的保护工作，为保证核电厂的安全生产打下坚实基础。本文通过对柴油发电机继电保护进行系统的分析探究，更加深入地了解继电保护功能，为核电厂经济发展、环境保护做出贡献。