壓水堆棒電源系統的并聯運行

戴 湘，周 俊，范 晨

海南核電有限公司，海南昌江 572733

壓水堆棒電源系統的并聯運行

戴 湘，周 俊，范 晨

海南核電有限公司，海南昌江 572733

本文對海南核電棒電源系統發電機，從勵磁系統設計原理、并聯運行調試方法、進相運行可能性等角度進行分析，并給出了一定的建議與處理方法。

棒電源系統；發電機；勵磁；無功；進相

1 棒電源系統功能簡介

棒電源系統(RAM)的任務是確保對控制棒驅動機構(CRDM)的線圈連續供電，包括兩套棒電源機組的故障將使CRDM磁力線圈失去電源，此時驅動桿和控制棒依靠自身的重力落入堆芯，使反應堆緊急停堆。

該系統通過兩套帶飛輪的電動發電機組供電，發電機采用曲折星形接法，2×100%冗余配置，平時雙機并聯運行。

2 勵磁系統的原理

棒電源系統采用諧振式相復勵[1]，原理圖如圖1所示，整流變壓器T6副邊繞組接整流橋V1，產生基礎勵磁，該勵磁電流是過量的[2]，通過限流電阻R1進行適當分流，可以在不同工況下獲得合適的勵磁電流，保證發電機的電壓穩定。

圖1　勵磁系統原理圖

如何控制限流電阻R1觸發組件的導通角呢？測量變壓器T7、T8分別測得線電壓，中間互感器T4、T5分別測得相電流，設調差電阻R2接入回路部分阻值為，則可得：

棒電源系統負載的額定功率因數為0.25（感性），在向量圖中，將分解為有功分量和無功分量[3]，做向量圖如圖2所示。可見，當調差投入時，反饋電壓變為變為，有功分量主要起改變相位作用，反饋電壓幅值受無功分量影響較大。低功率因素時，

圖2　相量圖

3 并聯運行的調試

雙機并聯運行時，需要進行調整以使無功分配均勻。先在空載額定頻率時，用外接電位計調整空載電壓至額定值（圖3，E點），然后保持外接電位計位置，并在額定頻率下，加額定電流負載，功率因素0.8，轉動同軸電位計R2，是調差電阻增大，發電機電壓下降到額定值的96.4%（圖3，I點），將同軸電位計鎖緊，然后保持電流和功率因數不變，用外接電位計將電壓調整到額定值的98.2%（直線EF平移至CD），鎖緊。然后，再施加功率因數1，0.8In的負載，電壓應該為101.8%（圖3，C點），這樣，Iq1/In在0至0.6時，電壓調整率由3.6%變為1.8%，對下游負載更有利。

從圖3，可以得出在負載變化時，設圖3中EF的斜率為k，壓降可表示為（設線性度良好）：

4 雙機并聯運行時，進相運行的可能性

如圖3所示，U軸右側為1號機組，U軸左側為2號機組，負載所需的無功負荷為線段KL或NO；當由于穩壓精度或外接電位計電位漂移等原因造成AB、EF空載電壓不一致時，若負載是輕載狀態，可運行在JKL位置，當EF漂移更嚴重時，對應的運行點變為MNO，總的無功負載不變，但2號機組進相的程度更嚴重了，若CD持續漂移，2號機組的欠磁保護將有動作跳機的風險，這種持續性的漂移，一般不會是穩壓精度的原因。穩壓精度范圍內，將會是時而一號機多發無功，時而二號機多發無功，且在重載條件下，反應為雙機均發出無功，但有一定分配差額。在進相運行、重載條件下，還應關注靜穩極限問題，應控制棒電源系統在運行時，負載較輕（7%），而失磁保護整定較高（40%），靜穩極限需要另外分析。

5 結論

海南核電棒電源系統是近年來國產化的首機，發電機勵磁系統采用諧振式相復勵，取消了碳刷，取消了勵磁回路的并聯，降低了維修率及雙機故障的概率，效果良好。其勵磁系統改動大，尤其是并聯運行時，無功分配問題需要關注。目前核電站中一般較少配備無 功假負載，該設備應提前準備，以便在勵磁系統更換、維修后，及時做調差試驗，保障 系統平穩運行。

圖3　U-Iq圖

[1]許實章.電機學[M].1版.北京：機械工業出版社，1981：412.

[2]徐賢德，等.調差電路幾種接線方式的淺析[J].電力建設，1992（9）：50.

[3]王宗德，等.中小型同步發電機的調差[J].電工技術雜志，1992（12）：4.

TP3

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1674-6708（2016）171-0224-01

戴湘，海南核電有限公司。周俊，海南核電有限公司。范晨，海南核電有限公司。