核电厂核级配电盘越级跳闸问题分析与解决.pdf

技术与应用
核电厂核级配电盘越级跳闸问题分析与解决
宋鹏飞蔡三艳
(中广核工程有限公司设计院,广东深圳518172)
摘要某核电厂核岛低压电加热器故障引起的中压馈线回路的越级跳闸,结合故障回路配置
和保护数据记录,分析设备故障类型和越级跳闸根本原因,给出配电盘级差配合的解决方案,从
而避免后续项目类似问题的发生,提高核电厂核级电气系统安全性
关键词:核级配电盡;越级跳闸;零序保护
Analysis and Solution on Leapfrog Trip of Safety Switchboard
in Nuclear Power Station
Song Pengfei Cai Sanyan
(Design Institute of China Nuclear Power Engineering Co, Ltd, Shenzhen, Guangdong 518172
Abstract Low voltage electrical heater fault resulted in high voltage switchboard outgoing feeder
leapfrog trip in nuclear power station. The electrical component of the fault heater compartment and the
data record from the protection device bring out the fault type and the root cause. The solution scheme
prevent from the similar leapfrog trip happening, with the security improving of the safety electrical
system in nuclear power station
Keywords: safety switchboard; leapfrog trip; zero-sequence protection
2014年2月,某核电厂低压电加热器发生烧熔热器(9DVNO17RS),其额定功率40kW,额定电流
故障(见图1),其电源回路保护开关未及时动作,60.8A。图2为故障回路上下级保护配置。
低压核级配电盘的零序电流超过整定值,触发中压
380V 1LLC0011B
配电盘开关回路跳闸,造成核岛核级配电盘整列盘断
6.6kv 1LHA001TB
车1HA116
K 1LLC02P1
电,由此核级低压配电盘供电的用电负荷全部失电。
MR0SA-250A
LLCOG1TR
NHO0-100A 0M
6.6/0.39kV
ZVC-400AD
AE75-30-11
630KVA
TA750U80 TC20
9DVNO17RS
kW,60.8A
图1烧熔故障电加热器
图2故障回路上下级保护配置
该事件属于典型的核级配电盘越级跳闸问题,
电加热器由380V核级配电盘(1LLC001TB
故障影响范围扩大,导致核级电气系统失电,影响低压馈线(1LLC02P1)配电,配置有熔断器
到核电厂其他安全设备的运行。
(NHO0-100A,aM),热继电器(TA75DU80,TC20)
1跳闸事故过程
和接触器(AE75-30-11),低压核级配电盘接自
630kVA低压厂用变压器(1LC001TR),上游电源
1.1回路配置
接至6.6kV核级配电盆(1LHA001TB)中压馈线
发生越级跳闸故障回路的用电设备为低压电加(1LHA116
2015年第10期电技朮123
技术与应用
1.2定值设定
电加热器(9DVNO17RS)电源回路设置有过载
保护和短路保护。过载保护由热继电器实现,过载
保护设置为1.05倍额定电流,过载电流整定值
热继电器恭悫
63.84A。短路保护由熔断器实现,熔断器过流保护
烛器一
热继电器冷态
Contactor
呈反时限特性,当故障电流达到840A时动作时间
Relay Co
低压核级配电盘(ILLC001TB)设置有短路保
护和零序保护,由电压监测单元的保护继电器实现,
并配置有变比为250/1A的零序电流互感器。短路保
护设定值为7500A,延时0.1s动作,零序保护设定
值为440A,延时1s动作。
1.3动作记录
5b7B9
电加热器(9DVNO17RS)在发生故障后,现场
电流/A
检査加热器发现A相严重烧熔,B相、C相存在过
图3故障回路元器件配合曲线
热現象。对加热器本体直流电阻测量,A相18.62,
低压配电盘的零序保护触发值440A,延时1s
B相3.82,C相3.8392。加热器A相实测电阻值与理
动作。从图3看出熔断器在故障电流达到840A时,
论计算值3.632存在严重偏差
熔断时间1s。当加热器路发生单相故障且故障电
表1核级配电盘故障记录数据表
流值在440~840A之间,熔断器熔断时间超过1s,
配电盘记录装置
导致380V配电盘零序保护越级动作,触发6.6kV
相别
二次值
次值
配电盘接触器跳闸。
0.60N
900A
22动作电流说明
B相
0.091
135A
低压盘
电加热器(9 DVNO17RS)电源电缆为3×70mm
001XI
C相
0.13ト
195A
铜芯电缆,电缆长度100.69m,低压厂用变压器
零序
3,3l
825A
(1 LLCOO1TR)容量为630kVA,阻抗电压为4.5%
计算出电加热器的馈线电缆末端发生单相接地短路
中压盘
005MI
单相
10.4A
电流值叫约为1.85kA。从图3配合曲线看出,达到
根据核级配电盘(ILLC001TB)电压检测回路该电流值时,低压熔断器在小于1s时间内熔断可靠
继电器(001XI)数据记录(表1),变压器A相低动作,此时核级低压配电盘零序保护尚未达到1s延
压側电流值达到900A,B相、C相分别为135A、时要求,不会越级跳闻。计算结果说明当电加热器
195A。变压器低压侧零序电流值3IN0达到825A。馈线回路发生电缆末端短路故障时,熔断器优先于
电加热器出现烧熔故障,电源回路的热继电器零序保护动作,满足选择性要求。
过载保护未动作,熔断器未能在1s内及时动作,核
低压核级配电盘( ILLCO01TB)保护装置记录
级配电盘零序保护在延时1s跳闸中压开关。单个加数据显示,故障时核级配电盘A相电流为900A,B
热器回路故障导致了整列配电盘失电,事故影响范相和C相约为150A。可以推断,电加热器A相故
围扩大
障电流值约在750A左右,査询图3配合曲线,该
2故障分析
电流值下熔断器熔断时阆超过1s。熔断器不会熔断,
而零序保护延时1s后发生越级跳闸。
2.1保护曲线配合
2.3级差配合方法
低压核级配电盘的加热器回路采用“熔断器