一种核电厂辅助变压器断相监测方法技术

本发明专利技术提供了核电厂辅助变压器断相监测方法，包括如下步骤：步骤S1：第一台辅助变压器和第二台辅助变压器分列运行；四台电压互感器均投入运行；步骤S2：监测断相范围为辅助电源进线、辅助变压器高压侧一次进线；步骤S3：采集辅助变压器高压侧母线电压、第一台辅助变压器低压侧母线电压和第二台辅助变压器低压侧母线电压；步骤S4：相角及电压有效值采用高精度FFT算法技术获得，保证足够的测量精度，通过计算相角差和电压比误差实现断相监测。本发明专利技术提供的断相监测方法通过提高辅助电源的可靠性，进而提高核电厂运行的安全性。进而提高核电厂运行的安全性。进而提高核电厂运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂辅助变压器断相监测方法


[0001]本专利技术涉及辅助变压器断相监测
，尤其涉及一种核电厂辅助变压器断相监测方法。

技术介绍

[0002]由于一次接触不良、断路器操作机构及其电气控制回路等故障引起的非全相运行导致厂用电动机和发电机过热或烧毁事故，不仅对电厂是一个重大的损失，也给电力系统的安全运行带来了极大的威胁。下面列举三起断相事件：
[0003]1.Byron核电机组断相事件。具体地，2012年1月30日，拜伦核电厂2号机组由于冷却剂泵(RCP泵)母线电压低，导致满功率运行时，自动停堆。拜伦为西屋公司设计的压水堆型核电站，厂用电系统有四段6.9kV非安全级母线、两段4kV非安全级母线和两段4kV安全级母线。两段4kV安全级母线和两段6.9kV非安全级母线由辅助变压器中的一台供电，接到345kV开关站。剩下的两段非安全级6.9kV母线和两段非安全级4kV母线在发电机正常运行工况下，由厂用变压器供电。事件原因：由于345kV开关站的瓷绝缘套管上的引线掉落，导致辅助变压器高压侧的高阻接地故障，这个故障引起了两台辅助变压器C相单相断线。由于是高阻接地，接地电流不足以引起辅助变压器的差动保护动作跳闸。然而，C相失压导致辅助变压器A
‑
C相和B
‑
C相产生了一个不平衡电压，反应堆保护系统正确的判别了6.9kV母线电压的不平衡，导致反应堆停堆。同时导致由辅助变压器SAT供电的几台大型电机由于相电流过流而跳闸，包括重要厂用水泵、设备冷却水泵和上充泵等。这次事件暴露了开关站的设备故障导致断相没有报警而没有及时被发现。
[0004]2.Vandellos(西班牙班德略斯)核电机组断相事件。具体地，Vandellos 2号机组是由西屋公司设计的三环路压水堆，有两路厂外电源和两个应急柴油发电机。2006年8月，主控没有出现断相报警的情况下机组全停。全停原因是主变高压侧A相支撑绝缘子上部电缆连接不牢，触发主发电机负序保护动作，汽轮机跳闸、反应堆自动停堆。主发电机跳闸后，因为健全相仍会通过变压器其它相或厂用变压器产生电压，所以低电压继电器无法监测出断相故障，所装设的电气保护不能够监测出断开主发电机后的断相情况，导致部分电动机保护的跳闸。
[0005]3.国内某核电220kV**线30号塔(终端塔)引下线与套管接线处断裂导致的断相。具体地，某核电1
‑
4号机组处于功率运行状态，配合电网要求220kV玉*线、*墩线通过220kVⅠ/Ⅱ段母联21M开关合环运行。网控楼NCS显示220kV玉*线A相电流瞬间下降为0，维修人员接主控通知后，立即组织进行检查。经确认核电220kV线路保护装置、测控装置、故障录波器均采样不正常，线路保护装置出现TA断相报警，进一步检查发现220kV玉*线30号塔A相引下导线与套管连接处断裂，套管引出线接线板烧蚀严重。紧急停役玉*线，对引下导线、套管接线板进行清理打磨，对避雷器引线接线板重新钻孔，更换螺栓进行紧固，处理完成后玉*线送电复役。原因分析:架空线引下线与套管接线板因长期受海风吹动和海边盐雾腐蚀影响，出现松动导致发热最终烧蚀断相。
[0006]目前，采用的技术是增加专用的断相保护，主要有：
[0007]1)装设高精度的光纤电流互感器保护。柔性光纤电流互感器测量精度高，能够监测到变压器的空载激磁电流，具有一定的可靠性和灵敏度。
[0008]2)变压器接地中性点注入保护。即在变压器接地中性点采用非工频的注入电源采用主动注入的方式，在变压器空载或轻负荷的情况下，判断断相故障。
[0009]然而，现有技术存在以下几点弊端：
[0010]1)装设高精度的光纤电流互感器保护。虽然具有一定的可靠性和灵敏度，但在现场需要安装光纤电流互感器和相应采集接口设备，实施难度大。另外，在GIS与变压器直连安装方式情况下，光纤电流互感器安装位置选择困难，该方案不宜实施。
[0011]2)变压器接地中性点注入保护。即在变压器接地中性点采用非工频的注入电源采用主动注入的方式，注入的非工频电压对变压器和电气系统会造成谐波干扰，影响继电保护和电子设备的正常运行，现场实施风险大，影响电气系统的安全可靠运行。同时，该保护不能判断具体的断相相别。
[0012]目前采用的技术是侵入式模式，对电气系统运行都有一定的影响、安装使用不便和需要一定的投资等不足和缺陷。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种核电厂辅助变压器断相监测方法，该核电厂辅助变压器断相监测方法通过提高辅助电源的可靠性，进而提高核电厂运行的安全性。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0015]一种核电厂辅助变压器断相监测方法，包括如下步骤：
[0016]步骤S1：第一台辅助变压器和第二台辅助变压器分列状态，空载或轻负载运行；四台电压互感器均投入运行；
[0017]步骤S2：监测断相范围为辅助电源进线、辅助变压器高压侧一次进线；
[0018]步骤S3：采集辅助变压器高压侧母线电压、第一台辅助变压器低压侧母线电压和第二台辅助变压器低压侧母线电压；
[0019]步骤S4：相角及电压有效值采用高精度FFT(快速傅里叶转换)算法技术获得，保证足够的测量精度。通过计算相角差和电压比误差实现断相监测。
[0020]所述第一台辅助变压器和所述第二台辅助变压器均采用YNyn0+d接线方式。
[0021]当高压侧母线电压大于70％Ueh(额定相电压)且低压侧母线电压大于70％U
ex
(额定线电压)时，高压侧母线U
A
相角减去低压侧母线U
AB
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧A相断线。
[0022]进一步的，当高压侧母线电压大于70％U
eh
且低压侧母线电压大于70％U
ex
时，高压侧母线U
B
相角减去低压侧母线U
BC
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧B相断线。
[0023]进一步的，当高压侧母线电压大于70％U
eh
且低压侧母线电压大于70％U
ex
时，高压侧母线U
C
相角减去低压侧母线U
CA
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧C相断线。
[0024]高压侧母线U
A
与低压侧母线U
AB
/1.732的电压均大于70％U
eh
时，计算A相电压比误差N
A
；高压侧母线U
B
与低压侧母线U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：第一台辅助变压器和第二台辅助变压器分列运行；四台电压互感器均投入运行；步骤S2：监测断相范围为辅助电源进线、辅助变压器高压侧一次进线；步骤S3：采集辅助变压器高压侧母线电压、第一台辅助变压器低压侧母线电压和第二台辅助变压器低压侧母线电压；步骤S4：相角及电压有效值采用高精度FFT算法技术获得，保证足够的测量精度，通过计算相角差和电压比误差实现断相监测。2.根据权利要求1所述的核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，所述第一辅助变压器和所述第二辅助变压器均采用YNyn0+d接线方式。3.根据权利要求2所述的核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，当高压侧母线电压大于70％U
eh
且低压侧母线电压大于70％U
ex
时，高压侧母线U
A
相角减去低压侧母线U
AB
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧A相断线。4.根据权利要求2所述的核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，当高压侧母线电压大于70％U
eh
且低压侧母线电压大于70％U
ex
时，高压侧母线U
B
相角减去低压侧母线U
BC
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧B相断线。5.根据权利要求2所述的核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，当高压侧母线电压大于70％U
eh
且低压侧母线电压大于70％U
ex
时，高压侧母线U
C
相角减去低压侧母线U
CA
向滞后方向移动300后相角，进行相角差计算，若所述相角差绝对值超过0.1
°
则延时5s报警，并提示高压侧C相断线。6.根据权利要求2所述的核电厂辅助变压器断相监测方法，其特征在于，高压侧母线U
A
与低压侧母线U
AB
/1.732的电压均大于70％U
eh
时，计算A相电压比误差N
A
；高压侧母线U
B
与低压侧母线U
BC
/1.732的电压均大于70％U
eh
时，计算B相电压比误差N

【专利技术属性】
技术研发人员：李德佳，张福海，昌正科，王欣，俞亦军，高鑫，
申请(专利权)人：核电运行研究上海有限公司，
类型：发明
国别省市：