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秦二厂2号机组发电机出口断路器可靠性提升

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成果主要完成人

魏国明、陈景荣、曹传阳、赵 强、张 翔、吴根印、吴玉鹏、刘驰程

项目概况

1、项目简介 发电机出口断路器是核电厂的重要组成部分。在核电厂启动时,发电机出口断路器用于使机组和电网并列;当发电机发生任何故障,需要发电机出口跳闸时,能切断短路电流,使发电机从500kV系统中断开。 秦二厂1、2号机组使用ALSTOM生产的PKG2V型发电机出口断路器。前几年发电机出口断路器漏气问题频繁发生,需要通过机组小修处理,直接影响了机组的安全稳定运行。 “秦二厂2号机组发电机出口断路器可靠性提升”针对原有PKG2V型发电机出口断路器主要历史故障进行了研究,提供系统性的分析,得出了故障的根本原因。在此基础上,结合结合现场实际情况,综合考虑实施周期、经济成本等因素,对换型涉及的系统主设备选型及安装接口进行分析,充分评估了换型的可行性,制定了对发电机出口断路器进行改造的方案。同时,优化了发电机并网系统配置及连锁功能。 2、技术指标 本项目对原发电机出口断路器主要历史故障进行了研究,进行了系统性的分析,得出了故障的根本原因。 本项目在国内首次提出了对PKG2V型断路器换型改造的方案,并进行了可行性、经济性、运行稳定性等方面的分析论证。 本项目在原有布置基础上增加了隔离开关和两侧接地刀闸,配置更齐全,完善了整体五防手段,让隔离检修更为安全可靠。 本项目解决了之前发电机出口断路器主触头与二次辅助节点存在较大的时差问题,消除了汽机超速保护(OPC)的延迟。 3、可靠性提升 换型后与原PKG型断路器相比,可靠性有较大的提升: 1)新型发电机出口断路器结构相对简单,维护工作量小。 2)新型发电机出口断路器因采用自然冷却,避免了因风扇故障引起发电机出口断路器额定电流大幅下降,导致发电机降出力的情况发生。 3)新型发电机出口断路器开断短路电流能力更强,其遮断容量完全能够满足华东电网远期发展需要。 4)新型发电机出口断路器采用模块化设计,现场可增设发电机出口断路器两侧接地刀闸和主变侧隔离开关,可提高运行方式的灵活性,为检修安全提供便利。 5)新型发电机出口断路器辅助节点动作时间与主触头一致性提高,有效解决出口断路器外送重要系统的断路器位置辅助节点不准确问题。有效的改善并网有功冲击、优化DEH负荷调节性能。 6)新型发电机出口断路器分闸时间短,能减轻事故时变压器侧或发电机侧故障损坏程度。 7)取消非全相保护,完全避免了保护误动而引起机组非停。 4、应用推广及取得的经济社会效益 发电机出口断路器换型改造已完成实施并投入运行,目前运行状态良好。改造从根本解决了设备安全隐患,提高了专设安全设备的可靠性,有助于机组安全稳定运行。改造后能够有效的提高故障开断能力,降低机组的非停概率,保持机组平稳地运行。避免该类故障导致停机、停堆对民众的不良影响。 本次换型有效的解决了PKG-2V型断路器漏气率高的问题,提高了设备可靠性,避免了因缺陷造成停机的巨大利润损失,改造实施后可避免机组发电损失874万元/年,节约检修成本58.2万元/年,节约库存1440万元。 目前在国内已投产的核电厂中,还未有PKG2V型发电机出口断路器换型改造的先例,相关单位均没有这方面的改造经验。该改造项目任务量大,涉及系统多,在改造中,秦二厂及相关单位都积累了宝贵的设计及施工经验,也为国内其他电厂发电机出口断路器设备可靠性提升提供借鉴。