一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法与流程

本发明涉及核电厂中压厂用电检测，尤其涉及一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法。

背景技术：

1、核电厂中压厂用电系统由于铁磁谐振导致的故障时有发生，例如某核电站05号厂房进行土建开挖时，误挖破05号堆变高压侧b相电缆，造成单相接地，继而引发6kv厂用ⅰ段谐振，引起6kv公用1段与安全1段pt一次两相熔丝熔断(均为a/c相)，专设失电a通道动作，机组降负荷。再如某核电厂1lga母线电压互感器002tu互感器的a相裂开，b、c相互感器未见明显损坏。

2、谐振的原因包括：如图1所示，1sec003mo的c相发生接地时，a/b相电压上升为线电压，停运电机后，接地故障切除，三相电压突变，激发系统对地电容与pt电感产生铁磁谐振，最终导致pt损坏。故障的始发点为1sec003mo进线侧绝缘子爬电，导致电机发生c相接地，原因为电机绝缘子绝缘下降；1lga母线电压互感器002tu故障原因为电机停运时引发铁磁谐振，最终导致pt损坏。

3、核电厂中性点不接地中压厂用电系统当前配置的电压互感器是中性点直接接地方式，电压互感器与二次微机消谐装置，不能避免中压系统的铁磁谐振，谐振故障时有发生，对核电厂厂用电的安全稳定运行构成了一定的威胁。

4、针对上述问题，目前采用的技术主要有：一是，在零序回路中增加电阻，阻尼谐振的产生和发展；二是，设法改变互感器的电抗或厂用电对地容抗，避免匹配成谐振参数。具体做法有下列两种：

5、第一，在电压互感器开口三角绕组端口接电阻或消谐装置：在中性点不接地厂用电中，允许单相接地运行长达2小时，r0阻值过小的情况下，长期接在开口三角绕组上，会使互感器过热而烧毁。所以选取r0，既要满足消除饱和过电压的要求，又要保证单相接地时不超过互感器的容量允许范围。

6、第二，在电压互感器高压侧中性点经电阻接地：为限制谐振，互感器高压测中性点经电阻r0接地，r0值愈大，阻尼作用愈大，限制过电压效果愈好；若r0→∞，则等值电感l不参与零序回路，也就不存在互感其饱和引起的过电压问题。但r0值过大，当厂用电出现单相接地时，大部分零序电压降落在r0上，开口三角绕组电压将太低，影响保护装置的动作。

7、然而，现有技术存在以下两点缺陷：

8、第一，在电压互感器开口三角绕组端口接电阻或消谐装置：r0阻值过小的情况下，会使互感器过热而烧毁。同时不能正确区分基波谐振和单相接地，因为在此两种情况下，开口三角形绕组两端的电压及波形几乎一样，消谐措施无法识别，也就不能保证只在基波谐振时动作。

9、第二，在电压互感器高压侧中性点经电阻接地：但r0值过大，当厂用电出现单相接地时，大部分零序电压降落在r0上，开口三角绕组电压将太低，影响保护装置的动作，造成保护装置的误动或拒动，对核电厂的安全构成威胁。

10、可见，目前核电厂中性点不接地中压厂用电系统采用的是抑制或限制措施，当铁磁谐振发生后的补救措施，增加阻尼，破坏谐振条件。实际应用中，消谐电阻和二次消谐装置不能很好地发挥作用，导致电压互感器的烧损，对核电厂厂用电系统的安全可靠运行影响很大，急需解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，解决了中压厂用电系统运行中容易发生铁磁谐振导致电压互感器烧损的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，包括以下步骤：

4、步骤1：将中压厂用电系统电压互感器由星型接线更改成两个单相电压互感器接成的v/v接线方式；

5、步骤2：采集和测量各相对地电压；

6、步骤3：生成母线零序电压。

7、步骤1具体包括：两个电压互感器分别接于线电压uuv、uvw上，一次绕组不接地，二次绕组一端进行接地，其中uuv指的是u和v相之间电压，uvw指的是v和w相之间电压。

8、步骤2具体包括：

9、步骤2.1：采用电子式电压互感器测量各相对地电压；

10、步骤2.2：通过mcu模块上连接有电子式电压互感器二次三相电压采集处理模块来监测母线相对地电压，进而对中压厂用电系统进行绝缘监测及报警。

11、步骤2.1中采用的参数为：电压等级为10kv，额定频率为50hz，工频耐压为42kv/1min，雷电冲击耐压为75kv，局部放电≤10pc，额定一次电压为负载阻抗≥2mω，额定二次输出为相电压零序电压6.5v/3。

12、进一步地，母线相对地电压采集后，由3u0＝uu+uv+uw生成自产零序电压3u0，其中，uu指的是u相对地电压，uv指的是v相对地电压，uw指的是w相对地电压。

13、步骤3中，通过频率跟踪技术采用小波变换方法，分析相对地电压和零序电压的幅值及频率。

14、与现有技术相比，本发明提供的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法具有以下有益效果：

15、本发明通过电磁式电压互感器采用v/v接线，没有一次中性点，也就不存在接地问题，进而避免电磁式电压互感器与接地电容的铁磁谐振。本发明从根本上解决铁磁谐振的发生，避免铁磁谐振对核电厂厂用电安全稳定运行的威胁。

16、进一步地，本发明开发了智能接地监测逻辑，能够在厂用电系统接地异常时判断相别及异常性质并及时报警，提醒运行人员及时处理，确保核电厂电源及厂用电的安全可靠运行。

技术特征：

1.一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，步骤1具体包括：两个电压互感器分别接于线电压uuv、uvw上，一次绕组不接地，二次绕组一端进行接地，其中uuv指的是u和v相之间电压，uvw指的是v和w相之间电压。

3.根据权利要求1所述的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，步骤2具体包括：

4.根据权利要求3所述的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，步骤2.1中采用的参数为：电压等级为10kv，额定频率为50hz，工频耐压为42kv/1min，雷电冲击耐压为75kv，局部放电≤10pc，额定一次电压为负载阻抗≥2mω，额定二次输出为相电压零序电压6.5v/3。

5.根据权利要求4所述的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，母线相对地电压采集后，由3u0＝uu+uv+uw生成自产零序电压3u0，其中，uu指的是u相对地电压，uv指的是v相对地电压，uw指的是w相对地电压。

6.根据权利要求1所述的核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，其特征在于，步骤3中，通过频率跟踪技术采用小波变换方法，分析相对地电压和零序电压的幅值及频率。

技术总结
本发明提供了一种核电厂中压厂用电系统避免铁磁谐振的方法，包括以下步骤：步骤1：将中压厂用电系统电压互感器由星型接线更改成两个单相电压互感器接成的V/V接线方式；步骤2：采集和测量各相对地电压；步骤3：生成母线零序电压。本发明通过电磁式电压互感器采用V/V接线，没有一次中性点，也就不存在接地问题，进而避免电磁式电压互感器与接地电容的铁磁谐振。本发明从根本上解决铁磁谐振的发生，避免铁磁谐振对核电厂厂用电安全稳定运行的威胁。

技术研发人员：李德佳,昌正科,高鑫,王雄辉,马文博
受保护的技术使用者：核电运行研究（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19