核电站应急柴油发电机组调试浅析

摘要： 通过对核电站应急柴油发电机组制定了较为合理的试验方案。通过对应急发电机组调试过程中的问题进行了的分析，对于新建同类核电站系统的设计和调试有着一定的参考价值。

关键字：核电站；应急柴油发电机组；运行；调试

中图分类号：[TL48]文献标识码：A 文章编号：

一、引言

核电站中，应急柴油发电机是能够独立进行自动快速启动并按程序带载的应急交流电源，每台核电机组配备2台相互独立的柴油发电机组。通过正常供电电源以及后备电源都失效后，可自动对相应的专设安全设备供电，对由1E级供电的设备提供可靠的足够电源，保证一回路压力边界的完整性，确保放射性物质不向大气泄漏。通过对实际调试过程中出现问题的分析，制定了实际的改善方案，对类似应急发电机组的运行和调试提供了可供参考的经验。

二、应急柴油发电机组调试

1.发电机短路特性试验

1）首先在发电机出口断路器柜内侧选取短路点；2 ) 在进行发电机短路特性试验时,要求将保护柜内所有的低电压保护退出，然后对励磁电流缓慢调升，检查发电机机端和中性点TA 的变比，使发电机一次电流为额定电流的5% ～10%范围内；3 ) 进行纵差保护的校验，缓慢升励磁电流直到保护动作停机,同时将电路中纵差保护的一侧TA 短接, 最后将所记录的动作值与整定值进行核对；4 ) 定期修改过流保护的整定值，使之与发电机的额定电流相等； 5 ) 选取发电机的短路特性曲线, 同时要将其与出厂曲线进行对比，使这些值接近；6 ) 升励磁电流过程中，使返回值与过流保护的动作进行校验； 7 ) 检验自动电压调节系统电流测量卡的参数，确保该参数与电机运行参数相符。

2.AVR在额定转速下及空载的调试

对于AVR在额定转速下和空载的调试，操作起来比较简单，易于实现，只需检查电压预设值是否正确；对于电压调节范围，要分别检查手动、自动模式；将自

动电压调节系统恢复到正常状态；分别进行手动到自动、自动到手动情况下的模式切换试验。

3.发电机开路试验步骤

1 ) 在进行发电机开路试验时, 要以较慢的速度将发电机电压升高到10% 的额定电压，并使保护柜内的所有低电压、过电压保护退出，同时检查发电机机端TV 的变比情况；2 ) 选取发电机的开路特性曲线,根据特性曲线的变化值，与出厂曲线进行比较,要求与出厂值相符；3) 调整励磁，并进行过电压保护和低电压保护的校验, 观察继电器动作信号是否合格；4) 调整转速，对电机电路进行过频保护、低频保护的校验, 同时观察继电器动作信号；5) 检验AVR 的定子电压测量卡的参数，确保各项指标合格。

4.同期并网试验

同期并网试验是应急柴油发电机组调试中的重要环节，此项试验内容主要包括以下几个方面:

①核相：同电源核相和不同电源核相。同电源核相即1E级和非1E级设备均由应急柴油发电机供电或均由正常电源供电时，进行的核相。在进行同电源核相的同时。应检查同期装置有关仪表的指示和有关输入参数的正确性。不同电源核相即1E级设备由应急柴油发电机供电、非1E级设备由正常厂外电源供电时进行的核相。

在试验过程中，考虑到辅机电源供电问题，同电源核相通常是拆开发电机出线端电缆,同时，该方法比较便捷，易于操作。但是，由于在没有辅机电源的情况下，应急柴油发电机组会或多或少地影响到启动程序,不利于同期并网试验。因此，为了提高试验效果，待机组稳定和母线电压相序正确后将应急柴油发电机组电源送至非1E级设备母线处, 保证柴油机系统的冷却要求，再给辅机供电,确保验收工作顺利进行。这样，不仅操作简单并且为今后机组运行或大修试验提供可靠保障。

②假同期试验：包括正常厂外电源进线断路器和应急柴油发电机出口断路器的手动、自动假同期试验。此试验检验的是断路器的同期合闸回路以及合闸时的频差、角差、压差等电气参数。

③同期并网试验:

1)手动同期：ⅰ检查增减速度和增减定子电压回路的正确性；ⅱ调整速度和定子电压，使速度和定子电压在略高于系统的情况下，观察整步表指针，提前一定角度进行同期合闸；ⅲ记录柴油机组从启动至额定电压所需时间。启动时间一般不超过10S，二次启动间隔时间不小于20S，连续启动三次不成功必须停止启动，检查出原因后再启动；ⅳ注意检查机油压力、水温、充电等发电机仪表指示，倾听有无异响。如有不正常状况应立即紧急停机；ⅴ检查冷却水、燃油、排气、排风管有无泄漏；ⅵ检查主控室画面显示正确。

2)自动同期：ⅰ通过自动同期的检测回路，检查自动同期回路是否正常；ⅱ投入自动同期方式，观察自动同期过程及并网后的负荷；ⅲ通过降低柴油机的频率来检查逆功率保护；ⅳ通过降低励磁的方法来检查失磁保护。

5.负荷试验

并网后，俺负荷台阶逐步增加负荷，同事应检测负荷后，记录发电机线圈温度、功率因数、定子电压等。

6.突加和突甩负荷试验

目的是验证电机本体性能、调速系统的综合性试验，是反映调试质量及柴油机系统稳定的关键项目。试验的关键在于找到调整平稳、方便、容量充足的负荷。突加负荷试验时应检查：

①检查柴油机本体运行情况，注意机油压力、水温、充电等发动机仪表指示，倾听有无异响。如有不正常情况应立即紧急停机；

②测量柴油发电机的负荷电流，检查柴油发电机本体发热情况；

③检查柴油发动机机械部份运行是否正常，检查冷却水、燃油、排气、排风管有无漏泄；

④在负荷状态下运行时间不小于10分钟。在满负荷工况下停机，应先逐步卸载并让发动机怠速下运行3-5分钟，使机组个别部件得到充分的冷却和全机组热均衡后再停机。

7.低励限制试验

应急柴油发电机并网后，逐渐降低励磁电压直到低励限制信号动作，同时励磁电压或无功功率不能再降低为止。记录AVR 自动通道在各有功功率值情下，低励限制功能动作时的无功功率与设定值比较，应接近一致。

三、问题分析

①机组无法启动

现象：将机组解体检查，拆除汽缸盖发现油底壳中进入少量柴油。分析：经测量燃油箱尤为位置在1400mm高度，而喷油嘴标高为1260mm，而此机组为V型12缸布置，主轴旋转720°12个缸都作一次功，即每60°有一个气缸作功，因此停机时一定有某个缸的喷油嘴出于打开位置，加上停机电磁阀不严，柴油就会经PT泵、喷油嘴进入燃烧室，而活塞环开口间隙大，才有就会进入油底壳。建议：根据主油箱高度适当降低燃油标高；启动前检查机油油位、冷却箱水位；启动后检查水温表读数、油压表读数，并进行记录。

②改善励磁系统

对机组不同运行状态下的接口、励磁用TA的变比和安装相别、电流输入的极性、电压输入信号的相别、电压预设值和励磁开关的控制逻辑等进行了完善和修改。原设计方案为：为了保证应急柴油发电机应急启动带载后的电压稳定问题，不论正常启动还是应急启动都将调差系数设定为零，即零调差特性。这样做的缺点是：并网运行后无功功率不稳定，当系统电压波动时，无功功率的增减全部由应急柴油发电机组来承担，使并网带负荷时经常发生过负荷跳机事件，对应急柴油发电机组的考核和运行极为不利。基于以上情况，对自动电压调节系统进行了完善，改造后的方案为：将自动电压调节系统分成2种运行工况，并网运行和应急带载运行。

由下图可知，并网运行工况下，LHA001JA 与LHA002JA 2开关同时合上，相应的断路器辅助接点LHA001JA—DL1与LHA002JA—DL1也同时闭合，启动K1中间继电器；K1—1动断触点打开，将LHP001TI二次电流送入AVR内，变成有差调节，这样就可保证无功功率分配的稳定性。

AVR控制逻辑新方案接线示意图

这样就可保证带载时的电压稳定，满足重新加载运行期间，电压不得低于额定电压的70％ ，在每个负荷阶跃时，电压必须恢复到额定电压的90％ 的要求。

四、结束语

经过上述一系列的调试试验和完善，应急柴油发电机组的本体电气性能及励磁调节系统性能都得到了提高，机组的带载能力得以保证。上述方法会对后续同类应急柴油发电机组调试有一定的参考价值。

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