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摘要:一般情况下,核电厂使用的电压等级是6KV。并且,核电厂电力系统中的中性点,多不接地。因此,用电系统建设到正常使用,耗费时间比较长,一旦稍有不慎,将出现各种电气事故,影响核电厂的正常使用和工作人员生命。因此,需加大核电厂常见电气事故的研究力度,并制定有效措施进行应对。本文首先分析核电厂常见电气事故,然后分析核电厂电气事故的应对措施。
关键词:核电厂;电气事故;应对措施
用电系统作为核电厂的重要设施,是保证核电厂安全运行关键。通过用电系统封闭母线、发电机等装置,传输核电厂内电流。核电厂建设期间,多数设备都需要用电,还有汽轮机、反应堆等设备,也需要电力支持工作。因此,为保证核电厂的安全运行,强化常见电气事故研究非常重要。只有这样才能有效应对电气事故,保证核电厂安全、高效的运行。
1、核电厂常见电气事故种类
1.1开关意外分合闸
核电厂调试、运行期间,极易出现开关意外分合闸现象,发生原因为工作人员操作不规范、开关质量问题。并且,因核电厂所使用6KV的电压等级,电流量比较大,增加分合闸发生概率。开关意外分合闸后,将给核电厂设备、工作人员带来巨大隐患,导致设备短路,情况严重时引发火灾。从开关意外分合闸的客观因素上看,主要表现为远方控制电缆接错、虚接等,导致开关意外分合闸现象频发Ⅲ。
1.2设备功能事故
核电厂电气事故的发生,和设备本身质量不符合标准关系密切,或是设备运输、安装期间受损,试验过程中未及时发现。但是,设备投入运行后,经由一段时间的内外作用影响,导致设备出现功能事故,影响设备的正常使用。
1.3单相接地事故
核电工程建设、安装过程中,单相接地事故是最常见的电气事故,发生原因和人体意外接触带电体,或电缆绝缘层破碎、电缆屏蔽层处理不合理等相关。单相接地事故发生时,可通过分析回路保护装置信息、电压波形图,明确回路故障的发生位置。
一般来讲,单相接地事故可分为非金属接地、金属接地两种,金属接地故障发生后,单相相电压为零,其余相电压则为线电压。这种情况下,借助电压波形图的方式进行判断,能准确判断故障位置。但是,核电厂的用电系统中,非金属接地故障是最为常见的,通常是电缆绝缘缺陷下的接地故障。弧光接地故障发生过程中,相电压不为零,主要是因为零序电压的保护装置为15V,故障发生时几乎不会探测到,只有事故扩大后,才会发出警报。此阶段的实施过程中,因不断的交替、振荡,使电压、弧光相互影响,导致电缆破损,引发跳闸,甚至是火灾。若弧光电压、金属框架、电缆托盘等设施之间形成电流回路,将干扰到电缆的控制和信号的测量。另外,操作人员带电体,也会引发接地故障。需格外注意的是,由于接地装置只具备保护报警功能,未及时处理电气事故。这种情况下,将给操作人员的生命健康带来严重影响。基于此,核电厂工作人员需引起高度重视。
1.4中压母线铁磁谐振事故
在核电厂的中性点不接地电力系统中,因电压互感器非特性的存在,极易引发母线铁磁谐振事故。铁磁谐振多是系统回路下发生的扰动,导致互感器铁芯饱和,出现跃变,这种情况下,将使原本的电感性工作状态,转变为电容性的工作状态。并且,跃变期间出现的电流激增现象,也会增加电压,从而产生过电压。
铁磁谐振是一相电压降低,其他两相电压升高,出现的零序电压触电故障,这种接地属于虚幻接地。和真实的接地故障比较,两者都会触发故障报警,但区别在于铁磁谐振所引发的接地,多发生在空充母線段,而下游馈线送点时不会发生。另外,铁磁谐振发生时,母线段所配置的装置,会消谐、警报。根据核电工程设计,真实故障多发生在下游馈线送电时,且回路的保护装置自动报警。核电厂运行期间,工作人员需综合上述情况,判断所发生的故障,便于选用有效措施处理。
2、核电厂常见电气事故的应对措施
2.1电气功能事故的应对措施
由于电气设备质量引发的电气事故,无法事前判断出来,也就无法使用有效措施进行预防。因此,核电厂电力系统施工前,需严格把控电气设备的采购、选型关,尽可能的选用资历高、时间长的供应商,从而提高电气设备的可靠性。同时,还要重视电气设备的生产、制造。针对电气系统的主要设施,借助绝缘在线监测的方式,对设备进行试验,保证电气设备质量。
2.2单相接地事故的应对措施
为从根本上预防单相接地事故的发生,操作人员应在送电前,检查电缆、电线的绝缘情况,尤其是电缆、电线接头、弯曲部位。对于电缆、电线的屏蔽层,按相关要求行接地、绝缘处理,预防屏蔽层悬空现象的出现。并且,工作人员还要及时了解接地线、互感器间的回穿情况,保证电流正常输出。若工作人员对电缆、电线的绝缘情况存在疑问,可使用交流耐压试验的方式测验。针对单相接地事故电缆的定位情况,工作人员要使用智能定位仪找寻故障点。对于中压系统的零序保护,需具备一定的选择性,尤其是生活办公区,级数较多时,需进行试验、校核,预防越级跳闸现象的出现。
2.3铁磁谐振事故的应对措施
铁磁谐振将系统电源作为谐振源,工作频率为谐振频率的固定谐振,二次微机的消谐装置是无法消谐的,只能破坏谐振参数,通过对系统电容值的增加进行保护。为有效预防铁磁谐振事故的发生,应在设备选型、初次送电前,准确验算谐振参数,从而获得准确的单相电容值。若实际工作中出现较高的铁磁谐振风险,可通过对谐振参数的改变,增加阻尼消谐。
针对三相短路事故,应进行绝缘电阻测量、低电压短路阻抗测试等,24小时内采样分析绝缘油色谱,并和之前的色谱进行比对。同时,还要检测油中的铁、铜等元素,详细记录相应参数。对于因柴油发电机组引发的短路事故,可回厂处理,返厂后进行空载试验、短路试验等,综合考虑发电机组的可靠性、承载力。或使用分裂绕组的高压变器,来提高变压器的抗短路能力,压缩动作的保护时间,预防事故发生。对于事故回路设备,可单独建立设备档案,运行期间重视检验,缩短设备的维护、检修时间。根据电气设备状态,调整试验周期和项目,做好数据的记录工作,从而做出综合评价。
3、小结
综上所述,核电工程建设、运行初期,因各种因素影响,易出现电气事故,影响核电厂的正常运行。本文通过对核电厂电气事故进行分析发现,多存在单相接地事故、开关意外分合闸、设备功能事故、中压母线铁磁谐振事故等。因此,需重视对电气事故发生原因的分析,并充分了解电气事故种类、应对措施,便于在开展电气事故预防、监管工作的同时,预防人为因素引发的电气事故。另外,还要做好各种应急组织管理工作,保证核电厂安全、高效的运行,提高核电厂的经济效益。
关键词:核电厂;电气事故;应对措施
用电系统作为核电厂的重要设施,是保证核电厂安全运行关键。通过用电系统封闭母线、发电机等装置,传输核电厂内电流。核电厂建设期间,多数设备都需要用电,还有汽轮机、反应堆等设备,也需要电力支持工作。因此,为保证核电厂的安全运行,强化常见电气事故研究非常重要。只有这样才能有效应对电气事故,保证核电厂安全、高效的运行。
1、核电厂常见电气事故种类
1.1开关意外分合闸
核电厂调试、运行期间,极易出现开关意外分合闸现象,发生原因为工作人员操作不规范、开关质量问题。并且,因核电厂所使用6KV的电压等级,电流量比较大,增加分合闸发生概率。开关意外分合闸后,将给核电厂设备、工作人员带来巨大隐患,导致设备短路,情况严重时引发火灾。从开关意外分合闸的客观因素上看,主要表现为远方控制电缆接错、虚接等,导致开关意外分合闸现象频发Ⅲ。
1.2设备功能事故
核电厂电气事故的发生,和设备本身质量不符合标准关系密切,或是设备运输、安装期间受损,试验过程中未及时发现。但是,设备投入运行后,经由一段时间的内外作用影响,导致设备出现功能事故,影响设备的正常使用。
1.3单相接地事故
核电工程建设、安装过程中,单相接地事故是最常见的电气事故,发生原因和人体意外接触带电体,或电缆绝缘层破碎、电缆屏蔽层处理不合理等相关。单相接地事故发生时,可通过分析回路保护装置信息、电压波形图,明确回路故障的发生位置。
一般来讲,单相接地事故可分为非金属接地、金属接地两种,金属接地故障发生后,单相相电压为零,其余相电压则为线电压。这种情况下,借助电压波形图的方式进行判断,能准确判断故障位置。但是,核电厂的用电系统中,非金属接地故障是最为常见的,通常是电缆绝缘缺陷下的接地故障。弧光接地故障发生过程中,相电压不为零,主要是因为零序电压的保护装置为15V,故障发生时几乎不会探测到,只有事故扩大后,才会发出警报。此阶段的实施过程中,因不断的交替、振荡,使电压、弧光相互影响,导致电缆破损,引发跳闸,甚至是火灾。若弧光电压、金属框架、电缆托盘等设施之间形成电流回路,将干扰到电缆的控制和信号的测量。另外,操作人员带电体,也会引发接地故障。需格外注意的是,由于接地装置只具备保护报警功能,未及时处理电气事故。这种情况下,将给操作人员的生命健康带来严重影响。基于此,核电厂工作人员需引起高度重视。
1.4中压母线铁磁谐振事故
在核电厂的中性点不接地电力系统中,因电压互感器非特性的存在,极易引发母线铁磁谐振事故。铁磁谐振多是系统回路下发生的扰动,导致互感器铁芯饱和,出现跃变,这种情况下,将使原本的电感性工作状态,转变为电容性的工作状态。并且,跃变期间出现的电流激增现象,也会增加电压,从而产生过电压。
铁磁谐振是一相电压降低,其他两相电压升高,出现的零序电压触电故障,这种接地属于虚幻接地。和真实的接地故障比较,两者都会触发故障报警,但区别在于铁磁谐振所引发的接地,多发生在空充母線段,而下游馈线送点时不会发生。另外,铁磁谐振发生时,母线段所配置的装置,会消谐、警报。根据核电工程设计,真实故障多发生在下游馈线送电时,且回路的保护装置自动报警。核电厂运行期间,工作人员需综合上述情况,判断所发生的故障,便于选用有效措施处理。
2、核电厂常见电气事故的应对措施
2.1电气功能事故的应对措施
由于电气设备质量引发的电气事故,无法事前判断出来,也就无法使用有效措施进行预防。因此,核电厂电力系统施工前,需严格把控电气设备的采购、选型关,尽可能的选用资历高、时间长的供应商,从而提高电气设备的可靠性。同时,还要重视电气设备的生产、制造。针对电气系统的主要设施,借助绝缘在线监测的方式,对设备进行试验,保证电气设备质量。
2.2单相接地事故的应对措施
为从根本上预防单相接地事故的发生,操作人员应在送电前,检查电缆、电线的绝缘情况,尤其是电缆、电线接头、弯曲部位。对于电缆、电线的屏蔽层,按相关要求行接地、绝缘处理,预防屏蔽层悬空现象的出现。并且,工作人员还要及时了解接地线、互感器间的回穿情况,保证电流正常输出。若工作人员对电缆、电线的绝缘情况存在疑问,可使用交流耐压试验的方式测验。针对单相接地事故电缆的定位情况,工作人员要使用智能定位仪找寻故障点。对于中压系统的零序保护,需具备一定的选择性,尤其是生活办公区,级数较多时,需进行试验、校核,预防越级跳闸现象的出现。
2.3铁磁谐振事故的应对措施
铁磁谐振将系统电源作为谐振源,工作频率为谐振频率的固定谐振,二次微机的消谐装置是无法消谐的,只能破坏谐振参数,通过对系统电容值的增加进行保护。为有效预防铁磁谐振事故的发生,应在设备选型、初次送电前,准确验算谐振参数,从而获得准确的单相电容值。若实际工作中出现较高的铁磁谐振风险,可通过对谐振参数的改变,增加阻尼消谐。
针对三相短路事故,应进行绝缘电阻测量、低电压短路阻抗测试等,24小时内采样分析绝缘油色谱,并和之前的色谱进行比对。同时,还要检测油中的铁、铜等元素,详细记录相应参数。对于因柴油发电机组引发的短路事故,可回厂处理,返厂后进行空载试验、短路试验等,综合考虑发电机组的可靠性、承载力。或使用分裂绕组的高压变器,来提高变压器的抗短路能力,压缩动作的保护时间,预防事故发生。对于事故回路设备,可单独建立设备档案,运行期间重视检验,缩短设备的维护、检修时间。根据电气设备状态,调整试验周期和项目,做好数据的记录工作,从而做出综合评价。
3、小结
综上所述,核电工程建设、运行初期,因各种因素影响,易出现电气事故,影响核电厂的正常运行。本文通过对核电厂电气事故进行分析发现,多存在单相接地事故、开关意外分合闸、设备功能事故、中压母线铁磁谐振事故等。因此,需重视对电气事故发生原因的分析,并充分了解电气事故种类、应对措施,便于在开展电气事故预防、监管工作的同时,预防人为因素引发的电气事故。另外,还要做好各种应急组织管理工作,保证核电厂安全、高效的运行,提高核电厂的经济效益。