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(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行

戴 湘，周 俊，范 晨

海南核電有限公司，海南昌江 572733

本文對(duì)海南核電棒電源系統(tǒng)發(fā)電機(jī)，從勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、并聯(lián)運(yùn)行調(diào)試方法、進(jìn)相運(yùn)行可能性等角度進(jìn)行分析，并給出了一定的建議與處理方法。

棒電源系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁；無(wú)功；進(jìn)相

1 棒電源系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

棒電源系統(tǒng)(RAM)的任務(wù)是確保對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)的線圈連續(xù)供電，包括兩套棒電源機(jī)組的故障將使CRDM磁力線圈失去電源，此時(shí)驅(qū)動(dòng)桿和控制棒依靠自身的重力落入堆芯，使反應(yīng)堆緊急停堆。

該系統(tǒng)通過(guò)兩套帶飛輪的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電，發(fā)電機(jī)采用曲折星形接法，2×100%冗余配置，平時(shí)雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。

2 勵(lì)磁系統(tǒng)的原理

棒電源系統(tǒng)采用諧振式相復(fù)勵(lì)[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(chǎn)生基礎(chǔ)勵(lì)磁，該勵(lì)磁電流是過(guò)量的[2]，通過(guò)限流電阻R1進(jìn)行適當(dāng)分流，可以在不同工況下獲得合適的勵(lì)磁電流，保證發(fā)電機(jī)的電壓穩(wěn)定。

圖1　勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖

如何控制限流電阻R1觸發(fā)組件的導(dǎo)通角呢？測(cè)量變壓器T7、T8分別測(cè)得線電壓，中間互感器T4、T5分別測(cè)得相電流，設(shè)調(diào)差電阻R2接入回路部分阻值為，則可得：

棒電源系統(tǒng)負(fù)載的額定功率因數(shù)為0.25（感性），在向量圖中，將分解為有功分量和無(wú)功分量[3]，做向量圖如圖2所示?？梢?jiàn)，當(dāng)調(diào)差投入時(shí)，反饋電壓變?yōu)樽優(yōu)?，有功分量主要起改變相位作用，反饋電壓幅值受無(wú)功分量影響較大。低功率因素時(shí)，

圖2　相量圖

3 并聯(lián)運(yùn)行的調(diào)試

雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)整以使無(wú)功分配均勻。先在空載額定頻率時(shí)，用外接電位計(jì)調(diào)整空載電壓至額定值（圖3，E點(diǎn)），然后保持外接電位計(jì)位置，并在額定頻率下，加額定電流負(fù)載，功率因素0.8，轉(zhuǎn)動(dòng)同軸電位計(jì)R2，是調(diào)差電阻增大，發(fā)電機(jī)電壓下降到額定值的96.4%（圖3，I點(diǎn)），將同軸電位計(jì)鎖緊，然后保持電流和功率因數(shù)不變，用外接電位計(jì)將電壓調(diào)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(shù)1，0.8In的負(fù)載，電壓應(yīng)該為101.8%（圖3，C點(diǎn)），這樣，Iq1/In在0至0.6時(shí)，電壓調(diào)整率由3.6%變?yōu)?.8%，對(duì)下游負(fù)載更有利。

從圖3，可以得出在負(fù)載變化時(shí)，設(shè)圖3中EF的斜率為k，壓降可表示為（設(shè)線性度良好）：

4 雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)相運(yùn)行的可能性

如圖3所示，U軸右側(cè)為1號(hào)機(jī)組，U軸左側(cè)為2號(hào)機(jī)組，負(fù)載所需的無(wú)功負(fù)荷為線段KL或NO；當(dāng)由于穩(wěn)壓精度或外接電位計(jì)電位漂移等原因造成AB、EF空載電壓不一致時(shí)，若負(fù)載是輕載狀態(tài)，可運(yùn)行在JKL位置，當(dāng)EF漂移更嚴(yán)重時(shí)，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)變?yōu)镸NO，總的無(wú)功負(fù)載不變，但2號(hào)機(jī)組進(jìn)相的程度更嚴(yán)重了，若CD持續(xù)漂移，2號(hào)機(jī)組的欠磁保護(hù)將有動(dòng)作跳機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，這種持續(xù)性的漂移，一般不會(huì)是穩(wěn)壓精度的原因。穩(wěn)壓精度范圍內(nèi)，將會(huì)是時(shí)而一號(hào)機(jī)多發(fā)無(wú)功，時(shí)而二號(hào)機(jī)多發(fā)無(wú)功，且在重載條件下，反應(yīng)為雙機(jī)均發(fā)出無(wú)功，但有一定分配差額。在進(jìn)相運(yùn)行、重載條件下，還應(yīng)關(guān)注靜穩(wěn)極限問(wèn)題，應(yīng)控制棒電源系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，負(fù)載較輕（7%），而失磁保護(hù)整定較高（40%），靜穩(wěn)極限需要另外分析。

5 結(jié)論

海南核電棒電源系統(tǒng)是近年來(lái)國(guó)產(chǎn)化的首機(jī)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用諧振式相復(fù)勵(lì)，取消了碳刷，取消了勵(lì)磁回路的并聯(lián)，降低了維修率及雙機(jī)故障的概率，效果良好。其勵(lì)磁系統(tǒng)改動(dòng)大，尤其是并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功分配問(wèn)題需要關(guān)注。目前核電站中一般較少配備無(wú) 功假負(fù)載，該設(shè)備應(yīng)提前準(zhǔn)備，以便在勵(lì)磁系統(tǒng)更換、維修后，及時(shí)做調(diào)差試驗(yàn)，保障 系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

圖3　U-Iq圖

[1]許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M].1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981：412.

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

[3]王宗德，等.中小型同步發(fā)電機(jī)的調(diào)差[J].電工技術(shù)雜志，1992（12）：4.

TP3

A

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。