（中核集团三门核电有限公司调试处 浙江 317112）
摘 要: 220kV电源作为核电厂的辅助电源，对于核电厂的安全运行至关重要。本文通过一起核电厂的辅助变跳闸事故，寻找跳闸原因，做好防范措施，杜绝类似事故发生，为核电厂的安全运行积累经验。
关键词：辅助变压器、差动保护、跳闸
analyses of the auxiliary transformer protection trip
LIANG Lin
(Sanmen Nuclear Power Company, Ltd., Zhejiang 317112, China)
Abstract: The 220kV auxiliary power source system is important to safety operation of the nuclear power plant. The 220 kV transformer is an important element in this auxiliary power system. This paper introduces an auxiliary transformer protective trip in one nuclear power plant, and finds out the reason of the trip to avoid the same occasion and accumulate the experience of the safety operation of the nuclear power plant.
Key words: the auxiliary transformer; the transformer differential protection; trip
1 引言
某核电厂220kV电源是机组的辅助电源，是保障安全的第二路厂外电源系统，在机组正常启动和停机过程中作为优先电源500kV电源的后备电源。当失去优先电源时，厂用负荷切换到辅助电源（220kV电源）。另外，在机组正常运行时，如中压母线失去厂用进线电源，则由辅助电源（220kV电源）通过辅助变压器向厂用负荷供电。并且在核电厂建设期间，该电源作为下游系统调试开始的前提条件。由此可见，辅助电源系统对于核电厂的安全运行来讲至关重要，其相关的跳闸故障需要深入分析，并做好经验反馈。
该核电厂220kV系统采用双母线接线方式，配备室内气体绝缘金属封闭开关（GIS）设备，由 220kV电缆连接辅助变压器与GIS设备。辅助变压器下游配置有10kV中压进线断路器和辅助锅炉断路器。具体设备运行方式详见图1。
辅助变压器配置的保护有：差动、辅助变高压侧速断过流、辅助变高压侧反时限过流、高压侧过负荷、低压侧过负荷、辅助变低压分支零差保护、辅助变过激磁。中压保护的配置情况为：中压母线进线断路器配置了过流一段保护、过负荷保护和接地一段保护。辅助锅炉断路器保护配置了过流一段保护、过负荷保护和接地一段保护；进线断路器的过流保护启动值和时间均与馈线断路器相应保护定值配合，从而保证保护的选择性。
2 事故处理
某日在进行辅助锅炉启动试验中，两套辅助变保护的差动保护ABC三动作跳闸出口。辅助变差动保护动作直接造成上游220kV GIS断路器跳闸，辅助变下游中压进线断路器跳闸。同时下游中压馈线断路器保护动作出口跳闸，辅助锅炉馈线断路器跳闸。
辅助变保护动作后，检查变压器本体、中压母线、中压断路器均未发现故障现像。在检查中压进线断路器时发现CT端接未恢复。对于辅助锅炉内部检查发现在电极相邻较近的位置处、各电极下部、以及靠近电极的内壁处，均存在放电痕迹。
3保护动作情况分析
3.1 保护动作情况
在中压母线区外故障从辅助变保护装置、辅助锅炉馈线断路器保护装置、NCS后台数据，事件顺序应如下所示（以下第三列为以合闸点为原点的相对时间）：
0秒时，辅助锅炉断路器合闸，进行辅助锅炉试验。在合闸瞬间，产生短路电流；
+27ms时，此时二次电流约为6A，辅助锅炉断路器保护中过流一段动作（定值1.4A/0.02s）出口，发馈线断路器分闸命令；
+31ms时，辅助变差动保护三相动作出口，两套辅助变保护屏发出跳闸命令：Lockout继电器动作跳开辅助锅炉中压进线断路器，同时通过光纤信号联跳220kV GIS侧220kV电缆保护装置；
+48ms时，网控楼侧220kV电缆保护装置收到披屋侧辅助变保护装置所发出的联跳命令，完成内部逻辑运算并出口跳闸， LOCKOUT继电器动作，发220kV GIS断路器三相跳闸命令；
+55ms时，此时辅助锅炉断路器已完成跳闸
+62ms，故障电流电弧熄灭；
+82ms时，220kV GIS断路器完成三相跳闸。
3.2 保护装置波形分析
调取辅助变保护装置的动作波形：
从波形中可以看出辅助变差动保护动作，高压侧电流为0.7A，折算到一次侧电流为：21000A，低压侧电流基本为零，两侧差流为5.4pu，制动电流为5.4pu，导致辅助变差动动作。
调取中压进线断路器保护装置波形，发现无电流采样，无保护动作录波。
调取辅助变低压侧辅助锅炉断路器保护的动作波形为：
保护装置录波显示三相电流有效值均为7.5A左右，CT变比为2500:1，一次电流为18.5kA。辅助变压器容量为88MVA，短路阻抗百分数为20%，忽略系统阻抗和共箱母线及中压电缆的阻抗，中压母线发生三相纯金属性短路时，短路电流约为24kA。经比较可以看出，故障为三相短路，短路点有一定的过渡电阻。保护装置过流I段定值为1.4A，对应一次电流为3.5kA,时间定值为20ms。录波显示，短路电流大于过流I段定值，保护装置20ms时动作出口，断路器在55ms时分闸，故障电流电弧在62ms时熄灭。经查看断路器试验报告，断路器本体分闸时间为25ms，因此可以判断保护装置软件出口至硬接地开出跳闸有约10ms的固有延时，主要是保护装置内部出口继电器的动作时间。保护动作正确，与实际情况相符。
根据事故后的一次设备检查情况和保护装置的录波情况分析可见：辅助锅炉内部存在三相短路现象，导致三相电极之间短路放电，辅助锅炉馈线保护动作正确;由于中压进线断路器CT回路短接未恢复，导致中压进线保护装置无电流采样，保护没有动作。
对于辅助变差动保护动作原因：1） 中压进线断路器的CT被短接（辅助变差动采样CT），导致辅助变差动保护仅高压侧、低压侧一侧有电流；2）由于辅助锅炉内部三相短路导致差流变大，辅助变保护差动动作，扩大了保护动作切断范围；经过调查发现，由于辅助变至中压进线断路器间的共箱母线进行耐压试验时，将中压进线断路器的CT进行短接。但是在耐压完成后，相关试验人员并未对短接的CT进行恢复。导致在辅助锅炉发生三相短路时，使得辅助变差动保护误动，扩大了保护跳闸范围。
4 结 论
为避免此种由于二次回路的临措未恢复导致的辅助变压器保护误动或者保护装置扩大跳闸范围，影响核电厂正常的安全稳定运行，建议采取以下措施：
第一、对于每次涉及到保护装置差动回路的调试或者消缺工作，在工作结束后应该对回路进行检查和测试，以保证差动CT回路临措已经恢复。
第二、对于变压器差动CT回路，每次变压器送电前可以目视检查相关差动CT回路是否完整，必要时可以考虑进行直阻测量。
第三、对于变压器差动CT回路，继电保护人员应该加强临措的台账建设和管理。
第四、对于涉及重要二次回路的工作，应建立标准工作风险预防措施清单，防止因隔离不完整或隔离范围过大导致误动或拒动。
参考文献
[1]任业生. 一起220kV变压器保护跳闸事故分析. 电力系统保护与控制. 2008,36(24): 121-123.
[2]邹诗华,欧小高,等. CRP1000核电厂220kV辅助变压器带负载试验新方法研究. 变压器. 2013, 50(1): 42-45.
作者简介
梁 林(1983—)，工程师，主要研究方向为高压电气设备调试。
论文作者:梁林
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：断路器论文; 动作论文; 核电厂论文; 锅炉论文; 电流论文; 变压器论文; 保护装置论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;