棒电源系统发电机逆功率保护优化及探讨

许 亮

（江苏核电有限公司，江苏连云港 222000）

0 引言

棒电源系统为控制棒驱动机构线圈提供连续供电，由两套带飞轮的电动发电机组组成，输出额定电压为260 V，当2 套机组都发生失效会导致核电站控制棒落棒事故进而导致停堆。每套棒电源系统配备的储能飞轮，双机组并联工况下，能确保1 台机组在电动机电源发生故障或者扰动后的1.2 s 内，利用自身的转动惯量将发电机输出电压的频率和特性维持在可接受的限值范围内。当持续发生电源失去或电机本体故障，导致发电机输出有功功率，逆功率则触发动作，避免发电机损耗和消除1 台机组受电源扰动导致正常电动发电机机组发生故障风险。

1 棒电源系统及逆功率保护概况

棒电源系统配置2 套完全相同的机组，每套机组含1 台卧式鼠笼式异步电机和1 台带电压调节器的三相无刷励磁同步发电机，异步电机额定功率135 kW，额定电流244 A，同步发电机容量为400 kVA，额定电流888 A，额定有功功率为100 kW，满负载效率大于0.76，功率因数0.25。

在每套棒电源机组的控制柜内，配备有1 只功逆功率保护的功率继电器，为Woodward 厂家生产，型号XP2-R，逆功率动作功率设定在-9 kW。根据设计要求，当发生逆功率工况，逆功率继电器能准确动作，及时切断故障机组的上游接触器和下游断路器，隔离故障机组，避免发电机当同步电动机运行，干扰正常的发电机组运行。

2 逆功率保护原理及危害

2.1 保护原理

逆功率继电器通过采集电压和电流信号，经过内部微处理器计算一个周期内的功率，计算公式为：