核电厂厂用电与高压电动机启动和运行相互作用的影响分析

查东健  程立峰

（中国核电工程有限公司）

摘要：核电厂在调试和运行期间，需要频繁启动和运行各类大容量高压电动机。高压电动机启动时会引起厂用电降压或产生不平衡电流；在厂用电（电网）电压和频率波动情况下，会对启动或运行中的高压电动机等电气设备产生不良影响。本文主要总结高压电动机启动和运行与厂用电（电网）相互影响作用的关系以及其他影响厂用电的因素，分析邻近核电机组相互之间的运行干扰问题，提出相互影响的作用关系和进行原因分析。结合核电厂调试和运行中的实践经验反馈，提出可行有效的抑制措施以降低或消除两者间的相互制约因素，保障机组的稳定运行。

关键词：高压电动机；不平衡电流；电压降；和应涌流；进相运行

0   引言

目前1000MW级核电厂厂用电高压系统的电压等级普遍为6.6kV, 馈线电动机负荷约有54个，这些负荷设备对核电机组的运行至关重要。其中功率最大的三个负荷依次为电动给水泵 （约11MW） 3台、循环水泵电机 （约9MW） 2台、反应堆冷却剂泵电机（主泵，约7.5MW）3台，启动方式均为全压启动。按照设计要求，厂用电高压允许变化范围为6.27~6.93kV，频率允许变化范围为49.5~50.5Hz。核电厂在商运前需要进行调试和功率试运行，厂用电主要靠辅助电源和主电源电网供给，调试阶段要对核电厂内高压电动机进行频繁启动和运行，对电动机的稳定运行有较高要求。由于在不同的调试阶段和极端情况下，外电网可能仅有辅助电源或主电源，在外电网容量较小（孤立或区域小电网）的情况下，大容量高压电动机启动过程中，将产生严重的压降和不平衡电流，影响厂用电其他负荷的稳定运行。此外，电网电压和频率的波动、邻近机组和应涌流和电气故障，将对高压电动机的运行产生严重干扰，导致高压电动机产生巨大的不平衡电流或运行异常，造成保护动作电动机意外跳闸，引起核电机组瞬态工况或其他异常工况。

1 高压电动机启动时的压降和不平衡电流

1.1高压电动机启动时的压降

核电机组厂用电系统均设有低电压保护，以确保发生低电压时能够快速响应。根据核电厂厂用电设计要求：6.6kV单元厂用母线和常备厂用母线低电压0.7U_N，0.5s触发报警，10s切除旋转电机负荷；应急厂用母线低电压0.8U_N，触发应急柴油发电机组启动，持续5s低电压触发应急厂用母线切换程序；6.6kV公用厂用母线低电压0.7U_N，5s触发报警，10s跳闸空压机。

在500kV主电源带厂用电情况下，理论计算主泵启动压降为858~1000V^[1]；在辅助电源带厂用电情况下，理论计算主泵启动压降为1000V以上。由于启动主泵的压降较大，持续时间长，一般只允许在主电源带厂用电情况下对多台主泵启动运行；在辅助电源带厂用电情况下，仅允许单台主泵试运行。某核电机组主泵启动和母线压降记录如表1所示。

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