核电站应急柴油发电机组的特点分析和调试

核电站应急柴油发电机组的特点分析和调试

发表时间：2018-08-02T15:29:30.037Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：徐勇强[导读] 摘要：针对核电站应急柴油发电机组的特点，制定了较为合理的试验方案。

（中电华元核电工程技术有限公司）

摘要：针对核电站应急柴油发电机组的特点，制定了较为合理的试验方案。对调试中发现的不足进行了分析并制定了相应的改造方案，通过调试对改造方案的合理性进行了验证。对调试过程中遇到的问题进行了详细分析并介绍了相应的处理方法，这些方案和方法对后续应急柴油发电机组的调试及新建核电站有一定的参考价值。

关键词：应急柴油发电机；调试；同期；调速；励磁应急柴油发电机是核电站内独立的能够自动快速启动按程序带载的应急交流电源，每台核电机组配备两台相互独立的柴油发电机组。在由核岛高压厂变提供的正常电源和由220kV辅助变提供的后备电源失效时，可自动对相应的6kV专设安全设备供电，对由LHA/LHB供电的设备提供可靠的足够的电源，以确保反应堆安全关闭，保证一回路压力边界的完整性，确保放射性物质不向大气泄漏。应急柴油发电机对核电站的安全起着极其重要的作用。核电站的应急柴油发电机系统有其自身特点：如该系统的调试要求高、项目多、涉及的系统重要。主要调试项目和调试中遇到问题并对问题进行了详细分析，对于新建同类电厂该系统的设计和调试有一定的参考价值。 1应急柴油发电机组的特点分析

1.1急柴油发电应机组的运行方式

1.1.1应急柴油发电机组的正常运行特点

应急柴油发电机组的运行方式：正常情况下，应急柴油发电机组保持在热备用状态，做好应急启动的准备，预润滑和预热系统保持连续运行状态，以便能使柴油机启动后在尽可能短的时间里达到满功率。柴油机从接到应急启动信号开始，经过带载程序最终达到稳定运行。

1.1.2就地运行模式

1.1.3维护模式将001CC置于“维护”模式，此模式下，应急柴油发电机组不可能就地或应急启动。

1.1.4应急柴油发电机的停运不论柴油机以何种方式启动，手动停机只能在就地进行。

1.2同期系统的特点

为了检查应急柴油发电机组承受额定负载的能力，在调试和停堆换料期间，必须进行应急柴油发电机组的并网试验。为此设置了一台移动式同期试验装置，在试验时，同期台与应急柴油发电机组连接的插座是独立设置的。同期台上设有一个三位置选择开关：自动同期／手动同期／试验。正常情况下，同期并网是在自动同期方式下进行的。只有当自动同期回路失效时，才采用手动同期并网。

1.3励磁系统的特点

发电机的励磁系统采用了三机无刷励磁，在发电机的轴上装有主励磁机和副励磁机（永磁发电机）。励磁系统在自动电压调整器（A VR）的控制下运行。A VR系统由自动和手动单元构成，手动单元作为自动单元的后备。A VR系统还设置了必要的保护和控制功能：励磁机过电流保护；可控整流桥故障检测功能；调差系数调节功能；强励检测功能；低励磁限制功能；过励磁限制功能等。

1.4调速系统的特点

调速系统由机械和电子调速器构成。如果在应急柴油发电机运行期间电子调速器电源失去或损坏，除了柴油机的速度由于从电子调速器向机械调速器切换时，速度信号短暂失去而导致速度升高一些外，对应急柴油发电机组的正常运行没有任何影响。此时，柴油机的速度调节靠调速器的液压传动部分来完成。另外，调速系统还具有应急柴油发电机并网后，速度调节由无差调节自动转变为有差调节。这样可避免在并网带满负荷试验时，由于过负荷而导致的跳闸。

1.5发电机保护系统的特点

.检验A VR的定子电压测量卡的参数。A VR系统的空载和额定转速下的调试

a.将A VR系统恢复到正常状态；

b.检查电压预设值是否正确；

c.分别检查自动、手动模式下的电压调节范围；

d.分别进行自动到手动、手动到自动情况下的模式切换试验。差动保护采用的是比率制动方式；失磁保护采用的是下抛圆方式；逆功率保护采用反时限方式；定子接地保护采用的是直流注入式方式，在并网后自动退出运行。 2应急柴油发电机组的调试

2.1发电机短路特性试验步骤

a.短路点选在发电机出口断路器柜内发电机侧；

b.试验时，保护柜内的所有低电压保护退出。缓慢升励磁电流使发电机一次电流为额定电流的5％～10％，检查发电机机端和中性点TA 的变比和回路的完好性；

c.纵差保护的校验：首先将纵差保护的一侧TA短接并退出缓慢升励磁电流直到保护动作停机，记录动作值并与整定值进行核对

d.修改过流保护的整定值为100％发电机额定电流，动作时间改为最小

e.增加励磁电流使定子电流为5％～110％额定电流

f.缓慢升励磁电流时过流保护的动作与返回值的校验，并与整定值进行核对

g.检验A VR定子电流测量卡的参数

2.2发电机开路试验步骤是试验时，保护柜内的所有低电压、过电压保护退出

2.4同期并网试验

a.核相：包括同电源核相和不同电源核相。

b.假同期试验：包括正常厂外电源进线断路器和应急柴油发电机出口断路器的手动、自动假同期试验。此试验检验的是断路器的同期合闸回路以及合闸时的频差、角差、压差等电气参数。

c.同期并网试验

手动同期：

(a)检查增减速度和增减定子电压回路的正确性；

(b)调整速度和定子电压，使速度和定子电压略高于系统的情况下，观察整步表指针，提前一定角度进行同期合闸。

自动同期：

(a)通过自动同期的检测回路，检查自动同期回路正常；

(b)投入自动同期方式，观察自动同期过程及并网后的初负荷；

2.5负荷试验

a.将应急柴油发电机并网；

b.按负荷台阶逐步增加负荷，同时应检测和记录发电机、柴油机的相应参数。到达额定负荷后，记录发电机线圈温度、定子电压、功率因数和轴承温度等。

2.6突加和突卸负荷试验

这项试验是考核应急柴油发电机组本体电气性能、励磁系统、调速系统、柴油机本体的综合试验，是反映调试质量和保证日后柴油机系统安全稳定运行的关键项目。在这项试验中遇到的问题是：由于应急柴油发电机单机容量为6000KW,电压等级为6.3kV，试验负荷再选用水电阻显然已不合适。如何找到调整平稳、方便、容量充足的负荷是调试中的关键所在

2.7低励限制试验

应急柴油发电机并网后，逐渐降低励磁电压直到低励限制信号动作，同时励磁电压或无功功率不能再降低为止。记录A VR自动通道在各有功功率值情况下，低励限制功能动作时的无功功率并与设定值比较，应接近一致。 3调试中遇到的问题分析

在调试过程中，对设备组装、现场安装、设计方面存在的大量问题进行了修改，以使机组满足实际运行的要求。

3.1励磁调节系统

机组不同运行状态下的接口、励磁用TA的变比和安装相别、电流输入信号的极性、电压输入信号的相别、电压预设值和励磁开关的控制逻辑等进行了完善和修改。具体内容如下：

由于存在上述问题，因此对A VR系统进行了如下完善：

设计方案：为了保证应急柴油发电机应急启动带载后的电压稳定问题，不论正常启动还是应急启动都将调差系数设定为零，即零调差特性。这样做的缺点是：并网运行后无功功率不稳定，当系统电压波动时，无功功率的增减全部由应急柴油发电机组来承担，使并网带负荷时经常发生过负荷跳机事件，对应急柴油发电机组的考核和运行极为不利。

3.2应急柴油发电机的控制逻辑

对不同支路直流电源混用、事故记录仪信号输入回路设计不合理、机组启动限制时间过短、保护继电器接线错误和电量变送器设计错误等设计问题进行了修改。

4结束语

经过上述一系列的调试试验和完善，应急柴油发电机组的本体电气性能及励磁调节系统、调速系统、控制逻辑回路、辅助系统等的性能都得到了提高，机组的带载能力得以保证。这些方法对后续应急柴油发电机组调试及新建核电站有一定的参考价值。

参考文献

[1]柴油机系统（LHP/LHQ）调试大纲.

[2]柴油机辅助系统试验导则.

[3]6KV柴油发电机应急电源系统(LHP/LHQ)空载试验导则.

[4]6KV柴油发电机应急电源系统(LHP/LHQ)现场验收试验导则.