浅析核电6kV变压器过流保护整定计算

浅析核电6kV变压器过流保护整定计算

易晋松弥山山赵江徐日升

易晋松弥山山赵江徐日升

（海南核电有限公司，海南昌江572733）

摘要：6kV中压系统是核电厂内最重要的供电系统之一，其运行的稳定性与核电厂的安全息息相关。本文简要介绍了核电电气系统中6kV变压器继电保护的整定原则，并以其中某一具体设备进行计算分析,以期得到可靠的定值。

关键词：整定计算；F+C回路；过流速断；定时限过流

0引言

继电保护是电力设备能够正常运行的重要保障，而可靠的整定计算则是继电保护装置稳定运行的关键。核电机组本身对用电可靠性要求高，厂用电配置复杂，拥有多套应急供电设备。能否拥有一套可靠的继电保护定值，对于核电重要的应急设备有着非常关键的影响。本文以核电机组常用的6kV变压器继电保护装置ABBSPAJ142C进行分析，并进行计算和整定。

1系统概述和短路电流的计算

1.1系统概述

核电机组中6kV系统分布在核岛、常规岛及JX厂房，6kV变压器的保护跳闸将引起下游380V配电盘的全部失电，有可能引起核反应堆停堆，因此6kV变压器继电保护非常重要。目前我国自主设计、建造的650MW压水堆核电站6kV中压配电系统为不接地系统，统一采用ABB生产的开关柜。大型中压电机、馈线、极少数大容量中压变压器采用ABB的UniGearZS1铠装式金属封闭开关柜，使用VD4断路器；中小型中压电机、绝大部分中压变压器采用ABB的UniGearZVC金属铠装式开关柜，使用额定电流为250A的熔断器加真空接触器，简称F+C回路[1]。6kV变压器开关柜中F+C回路最为常见和典型，因此本文只讨论F+C回路的6kV变压器的整定计算。

1.2相关参数以及短路电流计算

对于6kV变压器，其系统阻抗在三种供电模式下分别为：由发电机组供电时为0.319，由主电源系统供电时为0.361，由辅助电源系统供电时为0.321。主电源系统供电时系统阻抗最大，取此阻抗值进行短路电流和保护定值的计算。

那么在主电源系统供电模式下：

对于电流速断保护动作时间的整定，需考虑与熔断器熔断时间配合，避免接触器分断大于其额定开断能力的短路电流。此F+C回路采用的接触器额定开断电流为4000A，极限开断电流为6000A，速断定值为2040A，速断定值小于额定开断电流。那么发生故障时大于接触器额定开断电流4000A的故障电流由熔断器分断，小于接触器额定开断电流4000A的故障电流由接触器分断。

F+C回路采用的熔断器规格为250A，对应4000A时的熔断时间为0.2s，需要考虑一定的冗余度，取1.5倍的时间定值，即相电流速断保护动作时间取0.3s。

定时限过流

定时限过流的整定，比较常见的三种整定原则是：按躲过低压厂变电动机可能最大的自起动电流计算，自起动电流可由实测或计算决定；按躲过低压母线上最大电动机的启动电流计算；按躲过低压母线上最大出线过电流保护计算。

因没有自起动电流的实测值，只能进行公式的估算，由于下游母线上负荷较多，这里不一一列出，经过核算变压器所带动力负荷中需要自启动的电动机及其容量329kVA，进行自起动电流的估算：

其他符号含义同前

按躲过最大出线过电流保护，其整定的计算方法和躲过最大电动机的启动电流类似，由于本段低压母线出线的电流相对于电动机的电流很小，因此第三个整定原则在本段并不适用。

因此定时限过流动作电流取式（2.2.2）、式（2.2.3）计算的较大值，为2.4。动作时限需要与下游出线最长动作时间配合，下游出线最长动作时间约为0.3s，加上一定的延时取值为0.6s。

作者简介：

易晋松（1987-），男，助理工程师，本科，从事继电保护及自动化检修分析工作。

弥山山（1985-），男，助理工程师，本科，从事继电保护及自动化检修分析工作。

赵江（1988-），男，助理工程师，本科，从事继电保护及自动化检修分析工作。

徐日升（1987-），男，助理工程师，本科，从事继电保护及自动化检修分析工作。