核电厂主变和厂变系统调试讲座

1、主变和厂变系统试验主变和厂变系统试验 主变和厂变系统试验 目目 录录第一章第一章 系统概述系统概述 第二章第二章 构成与功能构成与功能 第三章第三章 系统调试的具体步骤、试验项目及内容系统调试的具体步骤、试验项目及内容 第五章第五章 调试的特殊要求调试的特殊要求 第六章第六章 调试的主要风险和应对措施调试的主要风险和应对措施系统概述系统概述1.1.核电站电力变压器的主要种类如下：核电站电力变压器的主要种类如下：主变压器：每台机组有容量为378MVA的三台单相变压器连接成三相，将发电机发出26KV的电压变为400KV（#1机组）接到主电网，核电站发出的电能由其输送到电网；降压变压器A和B：每台机

2、组有两台降压变压器A和B，直接接到发电机出口26KV母线上，为厂用设备提供6.6KV的电源；500/400KV联络变压器：大亚湾核电站有两台500/400KV的联络变压器，用来将400KV电网与500KV电网互联，用以交换功率。两台联络变压器容量均为900MVA，变比为525/420KV；系统概述系统概述辅助变压器：两台机组共用两台辅助变压器，变比为220/6.8KV，容量32MVA。其功能为提供永久的6.6kV电源，通过两台机组的永久配电盘LGB、LGC给应急和公用辅助设施供电。必要时，对每台机组的一台反应堆冷却剂泵和一台循环水泵供电；低压常用变压器：低压厂用变压器为大量厂用设备提供电源，变

3、比为6.6KV/380V。构成与功能 -主变1.1.变压器的主要结构变压器的主要结构铁芯：铁芯是磁通形成闭合回路不可缺少的部分，它由铁芯柱和铁扼两部分组成；铁芯由0.30.35mm厚的冷扎硅钢片叠装成，两面涂有绝缘漆。铁芯柱上套有一、二次绕组；绕组： 绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝导线外包绝缘材料后绕制成，套在铁芯柱上。配电变压器多采用同心式绕组，为增强绝缘及便于高压侧引出分接头，往往低压绕组紧靠铁芯，高压绕组再套绕在低压绕组外面；构成与功能 -主变绝缘结构：变压器内部绝缘分主绝缘和纵绝缘。主绝缘指绕组（引线）对地、对异相或同相的其他绕组（引线）之间的绝缘；纵绝缘指同一绕组上各匝之间或其相

4、应引线之间的绝缘。绝缘尺寸特别是主绝缘尺寸，将直接影响变压器重量和外形尺寸，影响变压器阻抗电压、损耗等性能指标。我国变压器多采用级绝缘材料；油、油箱及其附件（油浸式）； 变压器油的作用：提高绕组绝缘强度，冷却铁芯和绕组； 油箱可以缓冲油的热胀冷缩； 附件有分接开关、瓦斯继电器、压力释放阀、干燥器、测温装置等。构成与功能 -主变主变初步试验1.1.初步试验：初步试验： 对主变本体及附件的安装完好性，单体设备的设备性能完好性，控制系统及辅助供电系统的完好性和可用性进行检查的试验；2.2.先决条件：先决条件：主变及厂变系统的EESR检查已完成，B版文件已出版；主变高、低压侧已隔离；各控制柜的隔离开关

5、、熔断器、断路器全部打开，各控制开关处于“断开”位置；各路交流380V、220V、110V电源及直流125V、48V电源可用。主变初步试验本体检查3. 3. 本体检查本体检查一般检查：对冷却系统、油箱及附件、套管及附件、油循环管路、辅助控制柜及电气安装、其它附件的进行全面检查，确保EESR之后的设备安装完整，外观正常；测量套管末屏对油箱的绝缘：打开高压套管末屏的接地点，使用2500V兆欧表测量其对油箱（地）的绝缘，记录其数值及当时油温；主变初步试验本体检查变比及高压绕组激磁电流测量：使用变比测试仪或一次绕组加压法测量主编所有分接档位的变比；测量值应与铭牌值的误差不超过5%；在二次绕组开路的情况

6、下，对一次绕组施加380V交流电压，读取所有分接档位的激磁电流值；激磁电流应在一定范围内并符合分接开关变化的趋势；绝缘电阻测试：使用5000V兆欧表分别测量变压器高压绕组/低压绕组和地、高压绕组和低压绕组/地、低压绕组/高压绕组和地的绝缘电阻，记录其数值及当时油温，各绝缘电阻值不得小于5M。主变初步试验初步试验4. 4. 初步试验初步试验极性和矢量组检查：使用干电池和毫伏表采用直流感应法分别检测各相高压绕组对低压绕组ANan、BNby、CNcz的极性为正；再次使用直流感应法检测高压侧绕组线间对低压侧绕组线间的极性组和列表，通过分析列表确定变压器的矢量组别。测试结果应与铭牌标示一致；绕组及套管的

7、介质损耗试验：试验条件：变压器身接地良好、套管末屏已接地；低压侧电流互感器二次回路已短接并接地；变压器两侧引线已拆除并接地；变压器充满油并已经置24小时；分别测量各相高压绕组/低压绕组和地、低压绕组/高压绕组和地、高压绕组/低压绕组的介质损耗和电容值，记录测试值和油温。其测量值与出厂试验值比较应无明显差别；主变初步试验初步试验绕组直流电阻测量：使用变压器绕组直流电阻测试仪测量高低压侧绕组各分接档位的直流电阻值，记录测试值和油温。测试值与出厂值比较不应大于2%，相间误差不超过2%；变压器油的试验：对新变压器，应在所有绝缘试验完成后变压器投运前，对其油样应取样化验分析。主变初步试验主变辅助设备试验

8、5.5.初步试验初步试验主变辅助设备试验主变辅助设备试验控制柜接地连续性检查：测量控制柜把手、门锁到接地带之间的直流电阻 ；主变初步试验主变辅助设备试验辅助回路检查 ： 辅助回路绝缘电阻测试 检查熔断器的额定值 辅助供电回路试验 电源监视继电器试验 控制柜及分接开关操作箱电源回路上电：按照电气单线图，对控制柜各路电源依次从上游至下游上电，通常按照下列步骤进行操作，以验证电源回路的完整性和正确性，电源监视设备的正确性 控制柜加热及照明功能检查 检查时间继电器定值 热继电器检查主变初步试验主变辅助设备试验循环油泵的检查： 一般检查包括电动机接线检查、接地线检查、绝缘电阻测量、就地启停操作和开关设备

9、动作正确性检查、启动电流和运行电流的测量、运行指示灯检查、转动方向和油流指示器指示的检查、油流指示器辅助接点动作正确性检查、运行中有无异常噪音、振动、过热和渗漏油的检查； 油泵启动过程检查：验证在“就地/第1级/第2级”三种方式下油泵的启动过程 ； 检查油泵保护：验证油泵在过载保护动作或油流指示器没有指示的情况下，油泵控制回路继电器及接触器的动作情况和延时报警的情况。主变初步试验主变辅助设备试验冷却风机检查：包括一般检查、启动过程检查、保护检查和加热器检查，前三项和油泵的检查项目基本一致，只是应该操作和设置对应于冷却风机的控制回路和设备；加热器检查步骤如下： 闭合加热电源熔断器和小开关； 依次

10、验证五组冷却器接触器打开时（风机不运转），各风机加热器投入（加热器发热）；冷却器接触器闭合时（风机运转），各风机加热器切除（加热器不发热）。主变初步试验主变辅助设备试验冷却器故障报警：正常情况下，五组主变冷却器中，两组应为“第1级”方式，两组应为“第2级”方式，一组备用应为“就地”方式，当单元控制柜中冷却器的切换开关按上述原则安排时，不产生“冷却器故障”报警，而当失去这种安排时，会产生“冷却器故障”报警；另外，当单体油泵或风机故障时，会启动每组“冷却器故障”延时继电器，再启动整个冷却系统的“冷却器故障”延时继电器，产生“冷却器故障”报警。试验时，切换方式选择开关使其失去既定安排，或使每组“冷却

11、器故障”延时继电器励磁模拟单体油泵或风机故障，验证冷却系统的“冷却器故障”延时继电器失磁，继电器输出接点打开，“冷却器故障”报警灯点亮。 主变初步试验主变辅助设备试验有载分接开关机械检查：使用手动机械操作把手操作分接开关，检查各相分接开关的以下项目： 检查分接开关与驱动机构之间的连接完整而且运转同步：检查每档分接位置下，正反两个方向的切换过程操作机构转动的圈数基本相同，且每个档位操作机构的位置指示与分接开关的相同； 检查操作机构在分接开关最高/最低档位时，至操作机构的高/低限位均只有23圈的空圈数； 验证操作机构计数器的功能正确。主变初步试验主变辅助设备试验冷却器故障报警 ：正常情况下，五组主

12、变冷却器中，两组应为“第1级”方式，两组应为“第2级”方式，一组备用应为“就地”方式，当单元控制柜中冷却器的切换开关按上述原则安排时，不产生“冷却器故障”报警，而当失去这种安排时，会产生“冷却器故障”报警；另外，当单体油泵或风机故障时，会启动每组“冷却器故障”延时继电器，再启动整个冷却系统的“冷却器故障”延时继电器，产生“冷却器故障”报警；试验时，切换方式选择开关使其失去既定安排，或使每组“冷却器故障”延时继电器励磁模拟单体油泵或风机故障，验证冷却系统的“冷却器故障”延时继电器失磁，继电器输出接点打开，“冷却器故障”报警灯点亮。主变初步试验主变辅助设备试验有载分接开关机械检查，使用手动机械操作

13、把手操作分接开关，检查各相分接开关的以下项目： 检查分接开关与驱动机构之间的连接完整而且运转同步：检查每档分接位置下，正反两个方向的切换过程操作机构转动的圈数基本相同，且每个档位操作机构的位置指示与分接开关的相同； 检查操作机构在分接开关最高/最低档位时，至操作机构的高/低限位均只有23圈的空圈数； 验证操作机构计数器的功能正确。主变初步试验主变辅助设备试验有载分接开关的电气检查： 检查分接开关操作机构执行电动机的接线正确紧固，绝缘电阻良好； 分接开关操作检查； 分接开关保护功能检查； 在中央控制柜电气操作性能检查：钥匙闭锁功能检查；就地控制方式操作检查； 远方控制方式操作检查。 主变初步试验

14、主变辅助设备试验分接开关报警功能检查： 三相位置指示不一致报警； 分接开关操作不完全； 分接开关位置指示检查。主变初步试验主变辅助设备试验变压器瓦斯继电器检查： 安装检查； 继电器报警功能检查； 继电器跳闸功能检查； 启动油泵时继电器功能检查。主变初步试验主变辅助设备试验分接开关箱油保护继电器检查；释压阀检查； 变压器油位指示器检查； 油温指示器检查； 检查变压器绕组温度指示器： 指示器的温度传感部分校验； 指示器电流温度补偿部分校验； 电流补偿用电流互感器的试验。 主变初步试验中性点接地设备试验6.6.中性点接地设备的试验中性点接地设备的试验500kv侧中性点接地设备试验：主要是对三相中性点

15、连接及接地引下线的设计符合性检查、完整和紧固性检查、接地母线连接检查等，中性点电流互感器的试验包括在发电机变压器组保护系统里；26kv侧中性点接地设备主要包括厂变A的中性点接地引线、接地变压器柜；包括一般检查、接地变压器柜接地连续性检查、接地变压器柜内设备电气试验（接地变压器 、电压互感器 、电流互感器 、电阻器 、熔断器）；主变分步启动试验1.1.主变分步启动试验：主变分步启动试验：分步启动试验是分步启动变压器的辅助、控制设备，检查和验证主变所有的控制系统功能正常，报警信号、跳闸命令和现场指示正确，发送至其它系统的相关信号正确；主变分步启动试验先决条件2.2.先决条件先决条件主变及其附件的初

16、步试验已经完成，具备分步启动条件；变压器系统火灾监测系统已投入运行；变压器辅助电源包括380V、220V交流、125V直流、48V直流已经上电；主变高低压侧母线隔离接地，发电机出口开关锁在停运位置并去掉操作能源。主变分步启动试验启动试验3.3.启动试验启动试验 有载分接开关切换试验： 验证有载分接开关的就地操作功能 验证有载分接开关的远方操作功能 冷却设备起动试验： 验证冷却设备的就地操作功能 验证冷却设备的“第1级”自动操作功能 验证冷却设备的“第2级”自动操作功能 主变分步启动试验启动试验报警功能检查： 辅助电源报警检查 变压器报警检查 跳闸功能检查 表计和指示仪检查 主变充电试验1.1.

17、主变充电试验主变充电试验对主变充电，检查和测量变压器空载运行、额定功率下的状态和参数内容主变充电试验先决条件2. 2. 先决条件先决条件变压器的初步试验和部分启动试验已全部完成，变压器性能良好，控制系统功能正常；发变组保护的初步试验和部分启动试验完成，保护静态性能良好，具备上电联调条件；发电机出口断路器及分相封闭母线的初步试验和部分启动试验完成，具备上电及通风冷却条件；与主变相关的火警探测系统、变压器灭火系统、废油和污水排出系统、高压电网开关设备、变压器各侧的电流和电压互感器等，已经可用。主变充电试验初始状态3. 3. 初始状态初始状态高压开关站已充电，主变高压侧与高压电网连接完整但未充电，主

18、变低压侧与母线连接完整但与厂变断开，主变低压侧母线上的电压互感器处于工作位置，发电机出口断路器锁在断开位置，所有的辅助电源供给可用；各控制柜的熔断器、电源隔离开关、油泵和风机的过载继电器处于闭合位置；主变充电试验初始状态有载分接开关处于远方控制的三相联动方式；冷却器组中1、2组为“第1级”控制方式，3、4组为“第2级”控制方式，5组为“就地”控制方式；各相变压器本体上的阀门处于正常工作状态；变压器有载分接开关位于第7档；变压器充电范围内所有的接地线都已拆除。主变充电试验充电试验4. 4. 充电试验充电试验充电前检查检查主变保护已校验至既定的保护定值；检查变压器呼吸器处于正常状态；送电前的变压器

19、油检验报告结果正常；未送电前变压器的背景噪音已经测量；未充电前预开启油泵2小时，反复检查变压器顶部的排气情况；充电试验前，检查瓦斯继电器内部的气体已全部排出；变压器初次充电：通过高压断路器从电网向主变充电，用监测装置录取高压侧冲击电压和励磁涌流的波形，检查变压器高低压侧各组电压互感器的电压和相序。主变充电试验充电试验变压器空载运行状态检查检查变压器的各侧电压指示；检查变压器“第1级”控制方式的冷却器自动投入运行；在空载状态下试验分接开关的操作；检查变压器油位指示；检查变压器油温指示和绕组温度指示；检查变压器油管路无异常振动、各支撑点无异常；检查变压器无渗漏油的现象；检查并记录变压器系统就地和主

20、控室的所有报警指示；在变压器充电后24小时检查瓦斯继电器中的气体含量。主变充电试验充电试验变压器空载合闸冲击试验在变压器初次充电后2小时（初次充电试验和检查完毕后），断开主变并停留5分钟；然后再次对主变充电5分钟，接着断开主变并停留1分钟，重复上述内容4次，录取高压侧冲击电压和励磁涌流的波形，分析最大的幅值和谐波分量，监视变压器各项状态。主变充电试验充电试验主变带负荷试验在主变空载试验完成后，就可对厂变A/B进行充电试验。待厂变A/B充电试验完成后，就可对主变和厂变A/B进行带负荷试验试验。在主变带最小负荷时，检查变压器电流二次回路的完整性、电流指示值和保护极性；分别在主变带25%、50%、7

21、5%、100%时检查绕组温度指示、变压器“第2级”控制方式的冷却器自动启动投入运行、变压器的油位指示、在主控室和集中数据处理系统中正确的绕组温度指示；检查变压器有无渗漏油情况；试验变压器带负荷情况下，有载分接开关的操作情况。主变充电试验充电试验变压器噪声测定在变压器外廓线一定距离的地方、且在变压器高度的1/3和2/3的平面上，选取一定数目固定点，分别在变压器未充电状态、充电但全部冷却器停运状态、充电且冷却器投运状态下，测量并记录变压器的噪声值，分析各点变化趋势并计算各种状态下的平均值。调试的特殊要求主变及厂变系统调试涉及变压器本体和控制系统，在安装结束后的EESR检查中，除了应检查变压器本体机

22、械系统，油回路管线及阀门，电气一次接线，电气二次接线，主变及厂变系统仪表测控装置的安装完工状态外，还应在安装阶段了解和掌握变压器解体检修情况，安装结束试验的执行情况；主变和厂变充电试验，意义重大，涉及面广，接口众多，因此在试验前应成立专门的试验小组，负责组织和实施试验、安排职责分工、协调接口关系、指挥控制试验进程；调试的特殊要求主变倒送电试验涉及到的上下游系统众多，应预先确定准确的电气一二次系统、机械系统的隔离范围，保护控制回路的临时措施，试验前严格对照执行；试验过程中，需要指定相关系统专门接口人，负责监视相关系统状态和确认重要的试验验证点，处理紧急故障等；主变倒充电需要预先向中调申请时间窗口

23、，中调根据申请时间和试验内容安排固定的时间段，下达试验中的开关站运行方式。因此，试验准备应为绕着既定的时间窗口和试验内容来进行，同时也考虑到运行方式的调整带来的变化。试验中，应与中调保持密切联系，控制试验正确进行；调试的特殊要求主变及厂变带负荷试验，要求下游电气系统及负荷可用，负荷量的安排和控制应与相关专业负责人协调，而且在这种情况下调整到固定的负荷量是比较困难的，因此试验中的固定负荷点可视为差别较小的一个范围，在此范围内进行这些试验；变压器首次充电可能有爆炸起火的风险，因此在确认火灾探测系统、变压器灭火系统、废油和污水排出系统可用的前提下，还应准备好备用和机动消防设备、现场急救设备、相关的应

24、急人员，同时应指定专人负责接口和指挥该项工作。调试的主要风险和应对措施 1.1.试验区域及系统边界分散而且众多，安全情况比较复试验区域及系统边界分散而且众多，安全情况比较复杂，来自地面、空中、带电部位等危险因素较多，应杂，来自地面、空中、带电部位等危险因素较多，应对措施：对措施：设立适当的试验区域围栏，并标示区域范围、进出口位置、带电警示标志等；对试验区域内有坠落、落物、湿滑风险的区域，设置隔离围栏和警示标志；进入工作现场，应着工作装、带安全帽、穿工作鞋、配备必需的安全、照明用具。调试的主要风险和应对措施 2.2.试验的受电过程可能发生短路和误触电的风险，应对试验的受电过程可能发生短路和误触电

25、的风险，应对措施：措施：受电前应检查受电回路的完整性，测量受电回路的绝缘电阻、回路阻抗；初次对控制柜受电时，对即将受电的控制柜和临近通道设立带电警示标志。调试的主要风险和应对措施 3.3.在电气二次回路作业时有触电的风险，应对措施：在电气二次回路作业时有触电的风险，应对措施：在电流互感器二次回路工作时，应有防止二次回路开路的可靠措施；对交流电流二次回路通电试验时，必须可靠地将试验范围外二次电流回路短路；在电压互感器二次回路工作时，应有防止二次回路短路的可靠措施，对交流电压二次回路通电试验时，必须先可靠断开至PT二次侧的回路，防止反充电；带电工作时，应使用绝缘工具、带绝缘手套、站在绝缘垫上，同时

26、将邻近的带电部分和导体用绝缘器材隔离，防止造成短路或接地。调试的主要风险和应对措施 4.4.在电气二次回路作业时有误碰、误触、误接线、保护在电气二次回路作业时有误碰、误触、误接线、保护误动的风险，应对措施误动的风险，应对措施：在电气二次回路工作时，应认真核对所操作的屏柜、端子排、回路编号，操作小心谨慎，不得产生振动，不触碰其他设备；二次回路接线应严格按照图纸执行，临时拆、接的线头应有记录，拆除的线头应有固定和绝缘措施；电气试验中，应有完备的隔离措施，并仔细核对实施；检查电气保护装置的定值、电源、监控指示等均处于运行状态。调试的主要风险和应对措施 5.5.高压试验中的触电风险，应对措施高压试验中

27、的触电风险，应对措施：在可能出现高电压的地方设置警示标志；在绝缘测试前后，都应对被测设备充分放电；应在变压器通流测试直流电阻完毕后，切换分接开关；进行高压试验的设备和试验仪器应可靠的接地，电流互感器二次回路应短接接地；应在高压试验完毕，降低施加电压至零位，试验电源切除，试验设备完全放电之后断开引线和更改接线；辅助回路绝缘电阻测试时应短接或移除那些有可能被绝缘电阻测试损坏的敏感的电子元件。调试的主要风险和应对措施 6.6.变压器内部作业有窒息和遗留异物的风险，应对措施变压器内部作业有窒息和遗留异物的风险，应对措施：进入变压器油箱前，应对变压器油箱通入干燥空气进行置换，待氧含量达到要求时，方可进入；进入油箱应随身携带氧量表和照明器具，工作中应保证干燥空气的持续通风；进入变压器油箱，应穿着专用连体服和胶鞋，携带进入的工具材料应登记，以备查验；在变压器油箱内、箱体出口等部位工作时，应