一种6KV电压互感器及其二次回路供电监测方法

摘要

本发明属于电学测试技术领域，具体涉及一种6KV电压互感器及其二次回路供电监测方法，依次包括如下步骤：在6KV安全I段母线（5)和380V安全I、II段母线各连接一台PT（8），分别监测三台PT（8）的电压，当3个PT（8）均不显示异常低电压，判断断为6KV安全I段母线（5）供电正常；当有任意1个显示异常低电压，即判断为具有失电风险，启动1号EDG（2），但发报警并进行处理；当有任意2个或全部显示异常低电压，即判断为失电，切断其连接的外电源（1），启动1号EDG（2）并发出警报。本发明技术方案的有益效果在于：按照上述方法的逻辑规则判断，可以大大提高系统可靠性。

说明书

技术领域

本发明属于电学测试技术领域，具体涉及一种6KV电压互感器及 其二次回路供电监测方法。

背景技术

秦山核电厂30万千瓦核电机组是中国大陆第一座依靠自己力量 研究、设计、建造和管理的核电站，研究设计工作于上世纪70年代 开始。其中核岛6KV核安全级中压供电系统采用双通道供电，分别为 6KV安全I、II段母线，分别对应物理隔离的A、B通道，在启堆、 功率运行、停堆、换料和应急等工况下，为核岛的安全系统及重要设 备提供电源。上述两段母线还配置了三台应急柴油发电机组（以下简 称“EDG”）作为应急电源。1号EDG作为A通道应急电源；3号EDG 作为B通道应急电源；2号EDG作为1号EDG和3号EDG的替补，既 可以代替1号EDG在A通道应急，又可以代替3号EDG在B通道应急。 在A通道，6KV安全I段母线通过降压变压器给380V安全I、II段 母线供电；在B通道，6KV安全II段母线通过降压变压器给380V安 全Ⅲ、Ⅳ段母线供电。

现有技术中，每条6KV和380V母线上分别连接有一个电压互感 器（以下简称“PT”）用于检测母线电压，以判断母线供电是否正常。 当6KV安全I、II段母线连接的PT显示电压异常时，将启动相应的 EDG为6KV安全I、II段母线供电；当某段380V安全母线连接的PT 显示电压异常时，将采用同一通道的另一段380V安全母线供电。

现有6KV安全I、II段母线采用的PT由三只单相电压互感器按 接法组成，变比为高压侧每相串接0.5A 高压熔断器，中性点直接接地；低压侧由Y形绕组和形绕组组成， Y形绕组的B相接地，中性点经击穿保险接地，形绕组一端直接接 地。在使用过程中，当PT的三相中的两相出现异常低电压时即判断 6KV安全I、II段母线失电。然而，在实际运行中多次由于外在因素 引发电压互感器谐振从而熔断高压熔断器，导致一台PT的两相出现 异常低电压，在6KV安全I、II段母线正常供电的情况下误发母线失 电信号，从而导致极其严重的运行事件。

发明内容

本发明针对现有技术容易引发电压互感器谐振熔断高压熔断器， 从而导致误发母线失电信号的技术问题，提供了一种新的6KV电压互 感器及其二次回路供电监测方法，通过引入380V母线PT的监测结果， 形成三台PT的复合检测，从而判断6KV母线是否失电，提高监测准 确性。

本发明的技术方案如下所述：

一种6KV安全母线电压互感器及其二次回路供电监测方法，依次 包括如下步骤：

步骤1、6KV安全I段母线上连接一台PT；

步骤2、在380V安全I、II段母线各连接一台PT；

步骤3、分别监测三台PT的电压，将监测结果按如下规则进行 逻辑判断和操作：

3.1 当3个PT均不显示异常低电压，判断断为6KV安全I段母 线供电正常；

3.2 当3个PT中有任意1个显示异常低电压，即判断为6KV安 全I段母线具有失电风险，不启动1号EDG，但发报警并进行处理；

3.3 当3个PT中有任意2个或全部显示异常低电压，即判断为 6KV安全I段母线失电，切断其连接的外电源，启动1号EDG并发出 警报；

步骤4、将判断结果反馈至反应堆保护系统（以下简称“RPS”）。

进一步地，在PT高压侧中性点与地之间增加串接一个非线性消 谐电阻。所述串接的非线形消谐电阻为碳化硅材料，在正常运行和单 相接地时都能限制一次电流，使熔断器不易熔断。

进一步地，PT的高压侧每相串接的0.5A高压熔断器采用带熔断 触发装置的高压熔丝。这样熔丝熔断时，PT闭锁失电信号，能够提 高系统的准确性和可靠性。

为了提高测试准确性，在上述步骤的基础上增加两级低电压保护 设置，将上述步骤3替换为如下步骤：

步骤3、分别监测三台PT的电压，将监测结果按如下规则进行 判断和操作：

3.1 当3个PT均不显示异常低电压，判断断为6KV安全I段母 线供电正常；

3.2 当3个PT中有任意1个显示异常低电压，即判断为6KV安 全母线具有失电风险，不启动1号EDG，但发报警并进行处理；

3.3 当3个PT中全部或有任意2个显示电压都低于额定值的70%，

3.3.1 持续低于70%经0.5秒延时，发信号至1号EDG启动；

3.3.2 持续低于70%经4秒延时，发失电信号至反应堆保护系统， RPS随即发扫负荷信号，切断其连接的外电源；

3.3.3 当1号EDG启动成功为6KV安全母线供电后，PT发有电 信号至RPS，RPS随即启动带载程序重新加载被扫除的设备；

3.4 当3个PT中全部或有任意2个显示电压都低于额定值的 90%，

3.4.1 持续低于90%经60.5秒延时，重复步骤3.3.1；

3.4.2 持续低于90%经64秒延时，重复步骤3.3.2；

3.4.3 重复步骤3.3.3；

设计上将步骤3.3的情况定义为失电，步骤3.4的情况定义为持 续低电压，即电压不合格。

本发明技术方案的有益效果在于：采用现有技术时6KV安全I、 II段母线供电检测的可靠度概率为0.99。而采用本实施例的技术方 案，按照上述方法的逻辑规则判断，可以大大提高系统可靠度。

附图说明

图1为本发明中6KV电压互感器及其二次回路示意图。

图中，1-外电源，2-1号EDG，3-2号EDG，4-3号EDG，5-6KV 安全I段，6-380V安全I段，7-380V安全II段，8-PT。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种6KV电压互感器及其二 次回路供电监测方法做解释说明。由于6KV安全I、II段母线采用相 同的供电监测方法，因此以下仅以6KV安全I段母线为例进行详细说 明，该方法同样适用于6KV安全II段母线。申请人相信本领域普通 技术人员完全能够通过以下对6KV安全I段母线供电监测方法的说明 实现6KV安全II段母线供电检测。

为提高系统的可靠性，本实施例采用的现有设备优选经过核级鉴 定的产品，以解决概率安全分析中发现的薄弱环节和问题。国内市场 上已有多家开关厂对其产品开展了核级鉴定，鉴定时所选取的地震频 谱能够覆盖包括秦山核电厂在内的国内大部分核电厂址。

实施例1

本发明的技术方案如下所述：

一种6KV安全母线电压互感器及其二次回路供电监测方法，依次 包括如下步骤：

步骤1、6KV安全I段母线5上连接一台PT8；

步骤2、在380V安全I、II段母线各连接一台PT8；

步骤3、分别监测三台PT8的电压，将监测结果按如下规则进行 逻辑判断和操作：

3.1 当3个PT8均不显示异常低电压，判断断为6KV安全I段母 线5供电正常；

3.2 当3个PT8中有任意1个显示异常低电压，即判断为6KV安 全I段母线5具有失电风险，不启动1号EDG，但发报警并进行处理；

3.3 当3个PT8中有任意2个或全部显示异常低电压，即判断为 6KV安全I段母线5失电，切断其连接的外电源1，启动1号EDG2并 发出警报；

步骤4、将判断结果反馈至反应堆保护系统（以下简称“RPS”）。

本实施例中，PT8的高压侧每相串接的0.5A高压熔断器采用带 熔断触发装置的高压熔丝。这样熔丝熔断时，PT8闭锁失电信号，能 够提高系统的准确性和可靠性。

PT8可以选用与现有技术中由三只单相电压互感器按接法 组成的PT8相同的设备或其他能满足本发明技术方案实施要求的现 有设备。进一步地，可以PT8的对三只单相电压互感器的连接方式进 行改进。在PT8高压侧中性点与地之间增加串接一个非线性消谐电 阻。所述串接的非线形消谐电阻为碳化硅材料，在正常运行和单相接 地时都能限制一次电流，使熔断器不易熔断。

秦山核电站现有6KV安全I、II段母线及其负荷设备，自1990 年投运以来近二十年，总体运行没有出现大的事故，但因母线PT故 障，以及PT设计不合理，发生了多次运行事件。采用本实施例的技 术方案，按照上述方法的逻辑规则进行判断，可以实现“三取二”之 后的可靠度概率大大提高，能够实现将可靠度从“三取二”之前的“百 有一失”到“三取二”之后的“万无一失”，体现了本发明技术方案 确实具有突出的实质性特点和显著地技术进步。按照上述技术方案， 秦山核电厂经国家核安全局（NNSA）批准后开展设计和设备采购制造， 并于2009年第11次换料大修期间实施了6KV安全II段开关柜整体 改造，于2010年第12次换料大修期间实施了6KV安全I段开关柜整 体改造。改造工作是在NNSA的监督之下实施的，经过完善的调试和 试验对改造设备的功能和性能进行了全面验证，确认全部符合设计要 求。本发明的技术方案在我国核电厂安全运行过程中体现出重要作用 和巨大经济价值。

实施例2

为了提高测试准确性，在实施例1的基础上增加两级低电压保护 设置。

本实施例采用的技术方案依次包括如下步骤：

步骤1、6KV安全I段母线5上连接一台PT8；

步骤2、在380V安全I、II段母线分别连接一台PT8；

步骤3、分别监测三台PT8的电压，将监测结果按如下规则进行 判断和操作：

3.1 当3个PT8均不显示异常低电压，判断断为6KV安全I段母 线5供电正常；

3.2 当3个PT8中有任意1个显示异常低电压，即判断为6KV安 全母线5具有失电风险，不启动1号EDG2，但发报警并进行处理；

3.3 当3个PT8中全部或有任意2个显示电压都低于额定值的70%，

3.3.1 持续低于70%经0.5秒延时，发信号至1号EDG2启动；

3.3.2 持续低于70%经4秒延时，发失电信号至反应堆保护系统， RPS随即发扫负荷信号，切断其连接的外电源1；

3.3.3 当1号EDG启动2成功为6KV安全I段母线5供电后，PT8 发有电信号至RPS，RPS随即启动带载程序重新加载被扫除的设备；

3.4 当3个PT8中全部或有任意2个显示电压都低于额定值的 90%，

3.4.1 持续低于90%经60.5秒延时，重复步骤3.3.1；

3.4.2 持续低于90%经64秒延时，重复步骤3.3.2；

3.4.3 重复步骤3.3.3；

步骤4、将判断结果反馈至反应堆保护系统。

设计上将步骤3.3的情况定义为失电，步骤3.4的情况定义为持 续低电压，即电压不合格。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不 脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求 及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在 内。