张雪华，陈腾飞

（山东核电有限公司，山东 烟台 265116）

海阳核电1号机组倒送电辅助变压器冲击试验保护分析

张雪华，陈腾飞

（山东核电有限公司，山东 烟台 265116）

厂用母线受电是核电工程建设中的重要里程碑节点，也是海阳核电一期工程联合队首次开展的大型综合调试启动项目，该里程碑节点的成功实现，标志着厂内能够获得稳定的电源，为后续即将展开的大面积调试提供了可靠的电源保障。文章介绍了海阳核电1号机组厂用母线受电期间辅助变压器冲击过程，对冲击过程中的临时保护定值计算和母联电流波形进行初步分析。

辅助变；GIS；临时定值；冲击试验

变压器在第一次投入运行前，应在额定电压下进行冲击合闸。冲击试验的目的有两个：

1）在拉开空载变压器时，有可能产生操作过电压，为了检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压，需要做冲击试验。

2）在带电投入变压器时，会产生励磁涌流，其值可达6～8倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快，一般经0.5～1 s即减到0.25～0.5倍额定电流，由于励磁涌流产生很大的电动力，为了考核变压器的机械强度，同时考核励磁涌流衰减初期是否造成继电保护装置误动作，需要做冲击试验。

1 辅助变压器简介

海阳核电1号机组两台辅助变压器由特变电工沈阳变压器集团有限公司承制，该变压器为三相有载调压分裂变压器，详细参数见表1。

2 辅助变压器冲击试验

2.1 冲击试验过程介绍

海阳核电1号机组倒送电中的电源来自烟台海发变电站，经过220 kV线路进入现场220 kV开关站，如图1所示。

两台辅助变压器通过位于现场220 kV开关站GIS的母联开关进行充电，首先对1号辅助变压器A进行冲击，共冲击4次，每次间隔不少于5 min，第一次冲击持续时间应不少于10 min，后3次冲击持续时间应不少于5 min。完成1号辅助变压器A冲击后，对1号辅助变压器B进行冲击，冲击过程同辅助变压器A一样。

在分别完成对两台变压器的冲击后，对1号辅助变压器A和B同时进行冲击，共冲击1次。

2.2 母联充电过流保护临时定值

由于辅助变压器是第一次受电，考虑到励磁涌流和辅助变压器可能出现短路的情况，需要投入母联充电过流保护，该保护在正常运行时退出。母联充电保护装置分两种：一种是母线保护中配置的母联充电保护；另一种是母联断路器保护中的充电保护。

海阳核电一期工程中的母线保护和母联断路器保护是相互独立的设备，母联断路器保护有独立的屏柜和电源，不受母线差动保护运行状态的影响，0.4 s（400 ms）内均可起动充电过流保护。使用母联断路器保护进行充电保护，操作灵活、快捷。

表2为系统基准参数。

表2 系统基准参数Table 2 System basic parameters

经过计算，充电保护定值见表3。

表3 充电保护定值表Table 3 Charging protection settings

2.3 辅助变压器冲击试验保护分析

（1）1号辅助变压器A的冲击试验

1号辅助变压器A冲击试验在2012年12月11日3点23分开始，6点53分结束，共冲击4次。本文选取第一次冲击试验时的220 kV母联电流波形图，如图2所示。

图2 1号辅助变压器A第一次冲击试验母联电流波形图Fig.2 Tie breaker current wave of the RAT 1A first impact test

从图2可看出，励磁涌流最大二次瞬时值在0.54 A左右，该值小于充电过流Ⅰ段临时定值0.9 A，经0.1 s衰减后的最大值小于充电过流Ⅱ段临时定值0.49 A，母联保护不会动作。

1号辅助变压器A冲击波形如图3所示。

图3 1号辅助变压器A第一次冲击试验波形图Fig.3 The first impact test wave of RAT 1A

4次冲击试验数据见表4。

（2）1号辅助变压器B的冲击试验

1号辅助变压器B的冲击试验与1号辅助变压器A的冲击试验基本相同，1号辅助变压器B冲击试验在2012年12月11日7点23分开始，8点58分结束，共冲击4次。冲击试验数据见表5。

表4 1号辅助变压器A冲击试验数据Table 4 The impact test data for RAT 1A

表5 1号辅助变压器B冲击试验数据Table 5 The impact test data for RAT 1B

从表5可以看出，第二次冲击时电流最大二次瞬时值为1.079 A，该值超过了充电过流Ⅰ段临时定值0.9 A，但是由于过流Ⅰ段临时定值的延时时间为0.1 s，即超过0.9 A后持续0.1 s保护动作，在0.08 ms后电流最大二次瞬时值衰减为0.8 A左右，小于充电过流Ⅰ段临时定值，所以保护不会动作。本次冲击波形如图4所示。

图4 1号辅助变压器B第二次冲击试验母联电流波形图Fig.4 Tie breaker current wave of the RAT 1B second impact test

（3）1号辅助变压器A和B同时冲击试验

两台辅助变压器同时冲击试验在2012年12月11日9点19分开始，共冲击1次，同时冲击试验中母联电流波形如图5所示。

从图5可以看出，同时冲击时的励磁电流最大二次瞬时值为1.358 A左右，该值小于两台冲击试验的充电过流Ⅰ段临时定值1.8 A，经0.18 s衰减后的电流远小于充电过流Ⅱ段临时定值0.49 A。

图5 同时冲击两台辅助变压器时母联电流波形图Fig.5 The breaker current waves of RAT 1A and 1B impact test simultaneously

（4）保护方向测量中充电过流保护

为了校核和验证二次回路接线正确和整套保护装置整定正确性，在2012年12月13日，公司组织负荷进行保护方向测量。在投入运行两台变压器前，电网调度对充电保护定值提出质疑，并下达了新的定值，两份定值对比见表6。

表6 定值对比表Table 6 Settings comparison

从表6可以看出，原定值与新定值在充电过流Ⅰ段中一样，主要是过流保护定值变动较大，在之前冲击试验中，仅计算充电过流定值，没有考虑过流保护定值，电网调度下达新定值，原因如下：

根据保护装置设计，0.4 s（400 ms）内充电过流保护可以起动，这时间之外充电过流保护会被闭锁，在母线保护中没有过流保护以及母差的CT极性尚未检查（在带负荷检查极性前，认为相关保护是不可靠的），考虑到在400 ms后出现三相短路等故障的情况，这时候需要在母联断路器保护中设置过流保护，该保护定值需要考虑三相短路电流等故障情况。

从冲击波形图可以看出，在0.1 s（100 ms）后，两台辅助变压器的电流还是超过了1.5 A，如果按照原定值将会导致保护装置动作。

3 结束语

本文主要是让大家了解海阳核电1号机组倒送电期间，辅助变压器冲击试验中母联充电过流保护定值的计算，以及在试验过程中的大致流程和相关波形和数据，为后续调试工作提供一些经验。

[1] 王宁. 核电机组电气设计分析[J]. 中国核电，2010，3（4）：308-315.（WANG Ning. Analysis on nuclear power plant electrical design [J] China Nuclear Power, 2010, 3(4):308-315.）

[2] 朱伟. 核电厂发电机变压器组继电保护装置的应用[J]，中国核电，2013，6（3）：197-202.（ZHU Wei. Application of relay protection device for generator transformer group of nuclear power plant [J], China Nuclear Power, 2013, 6.(3):197-202.）

[3] 山东核电有限公司. 海阳1号机组厂用系统首次受电方案0版[R]，2012.（Shandong Nuclear Power Co., Ltd. The first-time power receiving plan for the plant service systems of Unit 1 of Haiyang NPP, Version 0 [R], 2012.）

[4] DL/T 684—1999 大型发电机变压器继电保护整定计算导则[S]. 中华人民共和国国家经济贸易委员会，2000.（DL/T 684-1999 Guidance for heavy-duty generator transformer relay protection setting calculation [S]. The State Economic and Trade Commission of the People’s Republic of China, 2000.）

[5] 贺家李，李永丽，董新洲，等. 电力系统继电保护原理（第四版）[M]. 北京：中国电力出版社，2010.（HE Jia-li, LI Yong-li, DONG Xin-zhou, et. al. Electric System Relay Protection Theory (Version 4) [M]. Beijing: China Electric Power Press, 2010.）

[6] 李发海，朱东起. 电机学（第三版）[M]. 北京：科学出版社，2001.（LI Fa-hai, ZHU Dong-qi. Electromechanics (Version 3) [M]. Beijing: Science Press, 2001.）

RAT Impact Test Analysis for Unit 1 of Haiyang Nuclear Plant during Initial Energization

ZHANG Xue-hua，CHEN Teng-fei
(Shandong Nuclear Power Co.，Ltd.，Yantai of Shandong Prov. 265116，China)

Plant bus initial energization is an important milestone during nuclear plant construction, which is also the first large commissioning item for Haiyang Joint Startup Team, The completion of this milestone marks reliable power supply to the plant, which will guarantee the power supply to the upcoming large area commissioning. This article briefly described the RAT impact test for Unit1 of Haiyang Nuclear Power Plant during initial energization, has a preliminary analysis to the temporary protection value calculation and Bus coupler current waveform.

reserve auxiliary transformer（RAT）；gas insulated switchgear（GIS）；temporary set-point；impact test

TL38Article character：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

TL38

：A

：1674-1617(2014)04-0302-04

2014-09-21

张雪华（1974—），男，蒙古族人，高级工程师，学士，从事继电保护方向的工作。