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摘要：核电厂的电气调试与常规电厂相比既有一致又有不同，本文以田湾核电站一期电气调试工作为基础，围绕核电厂电气设备和电气系统整套启动调试工作展开，并结合实际工作介绍几种经验反馈。
关键词：核电厂；电气系统；调试启动；
核电厂的电气系统与常规电厂大致一样，但核电机组的容量相对较大，启动并网时对电网的冲击强，对并网方案的要求高，同时由于机组发电功率大，优化调试方案，缩短启动时间能取得较为显著的经济效益。同时由于核安全的需要，核电厂设置了多套不同等级的厂用电系统。核电厂电气系统的调试工作要求更加细致、严谨，不能有一丝差错。
本文结合江苏核电有限公司田湾核电站一期的电气系统调试工作，介绍分析核电机组电气整套启动方案，对田湾一期电气系统调试工作中出现的几种典型问题进行分析与探讨，经验反馈。
一 电气系统的整套启动方案
电气系统的整套启动是指对核电厂的发变组、升压站、厂用电等所有一、二次电气设备作全面的检查和试验，在校验无误并取得电网许可的情况下，将核电厂并入电网。该试验全面验证核电厂的电气设备和系统，对试验方案要求高，不能有一丝差错，并要求尽可能缩短试验时间，以配合电网开出的可试验时间窗口。田湾一期的并网试验接线如图1所示，初步的启动方案如下：
a.测量不同转速下发电机转子的交流阻抗、功耗及绝缘电阻；
b.额定转速下，他励时发电机定子绕组三相短路时的试验（他励方式）
c.额定转速下，发电机定子绕组三相开路时的试验（他励方式）
d.空载时励磁调节系统的试验（自励方式）（做安措改接线：2一3小时）
e.低压侧短路时的零起升流试验（他励方式）（做安措改接线：2一3小时）
f.50OkV GIS 501227地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）（做试验改状态等2一3小时）
g. 50OkV GIS 501117地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）
h.发变组升压试验（他励方式）
i.主变冲击试验
j.并网前发电机同期装置的检查试验（自励方式）
k.并网试验
l.保护带负荷校验
m.UEL、PSS试验
n.发电机调差特性试验
o.厂用电源切换试验
p.在额定负荷下测量发电机的轴电压
q.零功率切机试验（省电科院测试，核电配合）
上述方案试验项目全面，但相互衔接不够顺畅，且需多次改接线，既浪费时间也存在安全隐患，试验人员在总结经验的基础上，对上述方案进行了改进，改进后的方案[1-2]如下：
a.在汽机不同转速下测量发电机转子的交流阻抗、功耗及绝缘电阻
b.额定转速下，他励时发电机定子绕组三相短路时的试验（他励方式）
c.额定转速下，发电机定子绕组三相开路时的试验（他励方式）
d. 厂变低压侧短路时的零起升流试验（他励方式）
e. 通过500kV GIS 501227（501117）地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）
f. 发变组升压试验（他励方式）
g. 发电机空载时励磁调节系统的试验（自励方式）
h. 主变冲击试验
i. 并网前发电机同期装置的检查试验（自励方式）
j. 发电机并网试验，并网后的试验项目由于与原方案一致，不再一一列出。
改进方案与原方案相比主要的不同点体现在并网前试验程序的简化及试验步骤的更改，改进方案是将所有需要他励电源的试验全部完成后再做自励方式下的试验，并且将以前的发变组二次升流试验也合并一次完成，使试验程序的条理性增强，试验过程中改接线工作量减少，试验步骤更加紧凑。
据大致统计，在一切正常的情况下，新方案的启动时间比原方案的启动时间减少6个小时以上。这样就意味着调试人员可以少工作6个小时，以及电厂可以多发6个小时的电，具有很大的经济及社会效益。
二、调试典型问题分析及对策
1 弱小电流的测量方法及其在变压器一次通流试验中的应用
变压器一次通流试验的目的主要是为了检验变压器高低压侧的CT变比和校验变压器差动保护CT接线的正确性，除此之外，还可以复查变压器的变比及变压器的短路阻抗的大小[3]。
在变压器一次通流试验中，校验差动保护CT接线极性正确的常用仪器就是钳型相位表，一次通流校验差动保护的一个难点就是有时高压侧的CT二次电流极小，甚至只有2-5mA，大部分的相位表都不能滿足这个精度，用常用方法根本无法准确测量电流，更不用说测量相位。因此，调试人员在无法准确测量小电流时，一般都不进行变压器一次通流试验，只是在变压器带负荷试验或机组启动试验时才进行变压器的差动CT极性的校验，这时一旦差动CT的极性接错，将对调试工作造成很大的被动。
在田湾核电厂的各项电气调试工作中，我们采用了一个简单可靠的测量方法，可以准确的测量小电流，在实际应用中取得了较好的效果。将小电流的回路在保护屏的端子断开，用我们事先准备好的导线串联到该回路中，不过我们的导线不是普通的一根线，而是绕了N个圈的导线（具体绕多少圈视具体情况而定），这样在用钳型相位表测电流时，只要用钳型相位表测这N个圈的电流，因为电流已经扩大了N倍，在理论上只要绕的圈足够多，无论多小的电流都能测出。
在田湾一期各级容量的变压器通流试验中，我们均采用以上的测试方法，取得了良好的结果，以启备变为例，试验电源最高输出电压20O0V，变压器的短路阻抗是16%，分别计算出变压器差动保护TA的二次电流[4]： 高压侧的电流还不到5mA，首先我们在没有串接导线的情况下采用钳型相位表测量了一次高低压侧的电流及相角，测量的数据与理论的数据相差很大，相角也根本不正确，于是我们在保护屏将一根绕了5及10圈的导线串接进高压侧的电流回路中，然后重新用钳型电流表测量了2次，实测电流值与实际计算电流基本一致，相角也正确。
2、进口电动门接线问题
田湾常规岛化水精处理系统中的一台进口电动门可以自动调整相序，不需要调整电机转向与阀门开、关动作的对应问题。这种进口电动门原理图见图2，常规的电动门二次原理图见图 3。
图2中102、103、106为阀门开限位及开力矩的节点，104、105、106为关限位及关力矩的节点。根据一般经验，会选择图2中1、2 和 7、8 为开阀节点，4、6 和 10、11 为关阀节点，分别与图3 对应。但是，这种节点选择方法是错误的。开阀节点选择 1、2 和7、8没问题，问题出在关阀节点4、6（关限位）的选择上。注意图2右上角的标志，电动门出厂时的状态一般为关到位，且开、关力矩不动作。知道这一点，再看图2，它实际表示的是阀门关到位的机械触点已动作。那么，图2所示实为阀门出厂时的实际状态，即图中所有节点均为阀门全关且未过力矩时的状态，所以关限位应选择4、5节点。
此问题是在做电动门传动试验[5]时才发现的。这几个阀门的安装位置非常高，当时二次接线工作已结束，脚手架已拆除，所以改线费了很大的周折。从这个问题可以看出，细致认真的工作态度应该渗透到调试工作的每个细节，并应成为习惯和标准。
3、厂用中压母线升压试验方法改进
厂用中压母线升压的目的主要为检查中压母线一次设备的安装情况、复查二次回路的接线及检查TV变比、相序、检查中压母线的低电压保护及各电动机的低电压联跳回路等与升压相关检查[6-7]。
传统的厂用中压母线升压一般应用交流耐压设备直接在中压母线上慢慢升压，该方法虽然试验设备简单可靠，能够缓慢升压，但一般耐压设备都是单相的，因此升压是三相分开的，每次TV二次侧的电压只能检测一相，相序无法测出，同时低电压跳闸回路无法模拟，也很难发现TV二次回路是否存在短路现象；
田湾一期的调试过程中摸索出一种新的更能模拟真实状况的升压方法。就是利用挂在中压母线上的变压器进行反升压试验，即将降压变压器当成升压变压器，合上低压厂变的馈线开关及38OV PC进线开关，将三相调压器的三相输出端直接加上380V母线上，缓慢升压，密切监视低压厂变及6kV设备，发现异常立即切除三相调压器的电源。
由以上的两种升压方法可以明显看出第二种方法的优越性：检查项目多，考验的一、二次设备也多；试验人员不会直接接触一次设备，所有一次设备都处于封闭状态，试验人员的安全得到保障；试验时间短；对试验设备限制小等。
4同期装置导前时间测试方法的改进.
同期装置导前时间就是从同期装置发出合闸命令到断路器实际合闸之间的一段时间，一般在10Oms以内，由于这一时间的存在，就必须要求同期装置不能在相角差为零的时刻发出合闸脉冲，而是在此前的一定时间时发出，这样才能保证并网时刻，发电机与系统处于同相位，减小对系统的冲击及对机组的影响[8]。
同期装置的导前时间测试一般是通过录波方式测出，就是将发电机开关的辅助接点、同期装置的合闸命令、系统与发电机的差压信号接入到录波仪，通过录波可以确定同期导前时间，如下图4所示，如果同期装置的合闸命令直接接到发电机开关的合闸回路，则可以直接用发电机开关的合闸时间作为同期装置的导前时间。
由图中所示，可以看出测出的导前时间是98ms左右，按道理断路器的导前时间应该整定为98ms即可，但当查阅发电机断路器的试验报告时，发现其合闸时间只有67ms，这是什么原因造成的呢？分析后估计是发电机断路器的辅助触头与其一次触头的合闸在时间上不一致造成，因此为了得到实际的同期导前时间，必须对原测量方法做改进。
既然己经初步分析出断路器的辅助触头与一次触头不能同时合闸，那么就不能用发电机断路器的二次触头代替一次触头计算同期导前时间，而应该引出其一次触头的触点进行测试，以下就是利用一次触头录波的几组波形，其中可以看出从合闸命令发出到发电机断路器实际合上的时间是68ms，这与发电机断路器的试验报告不谋而合，而且几组数据非常稳定，因此可以看出以前的同期装置的导前合闸时间测试方法存在不合理的地方。
由上面的分析比较可以肯定的说，以前测试同期装置导前时间的方法不完善，存在很大的安全隐患，经常会造成发电机开关的实际不同期合闸，这对机组和系统的安全运行都会产生影响，而新的测试方法就可以弥补弊端，准确的找到发电机开关真正的合闸时间，所以这种方法可以完全替代原来的测试方法。
以上介绍的调试新方法经过在田湾一期调试现场的应用，效果非常明显，首先工作效率得到很大的提高，调试进度得到提前；其次，机组的安全运行性能得到了更大的提高，比如通过一些模拟方法事先对装置及设备的性能进行考验，这样就可以保證机组及系统的正常试运行。
参考文献：
[1] 孙大伟.大型火电机组整套启动电气试验探讨[J].宁夏电力，2012（2）：34-37
[2] 牛利涛，肖桂霞，兀鹏越，何信林.大型发电机组整套启动过程中继电保护策略探讨[J].电力建设，2013，34（7）
[3] 黄旭东.变压器一次通流试验及弱小电流的测量方法[J].上海电力，2009（2）.
[4] DL596-1996T 电力设备预防性试验规程
[5] GB50150-91 电气安装工程电气设备交接试验标准 1992年7月.
[6] 欧阳帆，肖俊先，曾方，李燕飞，邹晓虎.利用厂用电源进行发电机一次通流试验及检验方法改进[J].湖南电力，2012，32（4）：1-4
[7] 温壮，费玉琢.厂用中压母线升压试验新方法的研究[J].科技转让集锦，2012（16）：71-71
[8] 鲁文军，刘觉民.同期装置导前时间误差分析[J].电力自动化设备，2012，32（1）：112-115..
关键词：核电厂；电气系统；调试启动；
核电厂的电气系统与常规电厂大致一样，但核电机组的容量相对较大，启动并网时对电网的冲击强，对并网方案的要求高，同时由于机组发电功率大，优化调试方案，缩短启动时间能取得较为显著的经济效益。同时由于核安全的需要，核电厂设置了多套不同等级的厂用电系统。核电厂电气系统的调试工作要求更加细致、严谨，不能有一丝差错。
本文结合江苏核电有限公司田湾核电站一期的电气系统调试工作，介绍分析核电机组电气整套启动方案，对田湾一期电气系统调试工作中出现的几种典型问题进行分析与探讨，经验反馈。
一 电气系统的整套启动方案
电气系统的整套启动是指对核电厂的发变组、升压站、厂用电等所有一、二次电气设备作全面的检查和试验，在校验无误并取得电网许可的情况下，将核电厂并入电网。该试验全面验证核电厂的电气设备和系统，对试验方案要求高，不能有一丝差错，并要求尽可能缩短试验时间，以配合电网开出的可试验时间窗口。田湾一期的并网试验接线如图1所示，初步的启动方案如下：
a.测量不同转速下发电机转子的交流阻抗、功耗及绝缘电阻；
b.额定转速下，他励时发电机定子绕组三相短路时的试验（他励方式）
c.额定转速下，发电机定子绕组三相开路时的试验（他励方式）
d.空载时励磁调节系统的试验（自励方式）（做安措改接线：2一3小时）
e.低压侧短路时的零起升流试验（他励方式）（做安措改接线：2一3小时）
f.50OkV GIS 501227地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）（做试验改状态等2一3小时）
g. 50OkV GIS 501117地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）
h.发变组升压试验（他励方式）
i.主变冲击试验
j.并网前发电机同期装置的检查试验（自励方式）
k.并网试验
l.保护带负荷校验
m.UEL、PSS试验
n.发电机调差特性试验
o.厂用电源切换试验
p.在额定负荷下测量发电机的轴电压
q.零功率切机试验（省电科院测试，核电配合）
上述方案试验项目全面，但相互衔接不够顺畅，且需多次改接线，既浪费时间也存在安全隐患，试验人员在总结经验的基础上，对上述方案进行了改进，改进后的方案[1-2]如下：
a.在汽机不同转速下测量发电机转子的交流阻抗、功耗及绝缘电阻
b.额定转速下，他励时发电机定子绕组三相短路时的试验（他励方式）
c.额定转速下，发电机定子绕组三相开路时的试验（他励方式）
d. 厂变低压侧短路时的零起升流试验（他励方式）
e. 通过500kV GIS 501227（501117）地刀零起升流，校验发变组保护和测量电流回路（他励方式）
f. 发变组升压试验（他励方式）
g. 发电机空载时励磁调节系统的试验（自励方式）
h. 主变冲击试验
i. 并网前发电机同期装置的检查试验（自励方式）
j. 发电机并网试验，并网后的试验项目由于与原方案一致，不再一一列出。
改进方案与原方案相比主要的不同点体现在并网前试验程序的简化及试验步骤的更改，改进方案是将所有需要他励电源的试验全部完成后再做自励方式下的试验，并且将以前的发变组二次升流试验也合并一次完成，使试验程序的条理性增强，试验过程中改接线工作量减少，试验步骤更加紧凑。
据大致统计，在一切正常的情况下，新方案的启动时间比原方案的启动时间减少6个小时以上。这样就意味着调试人员可以少工作6个小时，以及电厂可以多发6个小时的电，具有很大的经济及社会效益。
二、调试典型问题分析及对策
1 弱小电流的测量方法及其在变压器一次通流试验中的应用
变压器一次通流试验的目的主要是为了检验变压器高低压侧的CT变比和校验变压器差动保护CT接线的正确性，除此之外，还可以复查变压器的变比及变压器的短路阻抗的大小[3]。
在变压器一次通流试验中，校验差动保护CT接线极性正确的常用仪器就是钳型相位表，一次通流校验差动保护的一个难点就是有时高压侧的CT二次电流极小，甚至只有2-5mA，大部分的相位表都不能滿足这个精度，用常用方法根本无法准确测量电流，更不用说测量相位。因此，调试人员在无法准确测量小电流时，一般都不进行变压器一次通流试验，只是在变压器带负荷试验或机组启动试验时才进行变压器的差动CT极性的校验，这时一旦差动CT的极性接错，将对调试工作造成很大的被动。
在田湾核电厂的各项电气调试工作中，我们采用了一个简单可靠的测量方法，可以准确的测量小电流，在实际应用中取得了较好的效果。将小电流的回路在保护屏的端子断开，用我们事先准备好的导线串联到该回路中，不过我们的导线不是普通的一根线，而是绕了N个圈的导线（具体绕多少圈视具体情况而定），这样在用钳型相位表测电流时，只要用钳型相位表测这N个圈的电流，因为电流已经扩大了N倍，在理论上只要绕的圈足够多，无论多小的电流都能测出。
在田湾一期各级容量的变压器通流试验中，我们均采用以上的测试方法，取得了良好的结果，以启备变为例，试验电源最高输出电压20O0V，变压器的短路阻抗是16%，分别计算出变压器差动保护TA的二次电流[4]： 高压侧的电流还不到5mA，首先我们在没有串接导线的情况下采用钳型相位表测量了一次高低压侧的电流及相角，测量的数据与理论的数据相差很大，相角也根本不正确，于是我们在保护屏将一根绕了5及10圈的导线串接进高压侧的电流回路中，然后重新用钳型电流表测量了2次，实测电流值与实际计算电流基本一致，相角也正确。
2、进口电动门接线问题
田湾常规岛化水精处理系统中的一台进口电动门可以自动调整相序，不需要调整电机转向与阀门开、关动作的对应问题。这种进口电动门原理图见图2，常规的电动门二次原理图见图 3。
图2中102、103、106为阀门开限位及开力矩的节点，104、105、106为关限位及关力矩的节点。根据一般经验，会选择图2中1、2 和 7、8 为开阀节点，4、6 和 10、11 为关阀节点，分别与图3 对应。但是，这种节点选择方法是错误的。开阀节点选择 1、2 和7、8没问题，问题出在关阀节点4、6（关限位）的选择上。注意图2右上角的标志，电动门出厂时的状态一般为关到位，且开、关力矩不动作。知道这一点，再看图2，它实际表示的是阀门关到位的机械触点已动作。那么，图2所示实为阀门出厂时的实际状态，即图中所有节点均为阀门全关且未过力矩时的状态，所以关限位应选择4、5节点。
此问题是在做电动门传动试验[5]时才发现的。这几个阀门的安装位置非常高，当时二次接线工作已结束，脚手架已拆除，所以改线费了很大的周折。从这个问题可以看出，细致认真的工作态度应该渗透到调试工作的每个细节，并应成为习惯和标准。
3、厂用中压母线升压试验方法改进
厂用中压母线升压的目的主要为检查中压母线一次设备的安装情况、复查二次回路的接线及检查TV变比、相序、检查中压母线的低电压保护及各电动机的低电压联跳回路等与升压相关检查[6-7]。
传统的厂用中压母线升压一般应用交流耐压设备直接在中压母线上慢慢升压，该方法虽然试验设备简单可靠，能够缓慢升压，但一般耐压设备都是单相的，因此升压是三相分开的，每次TV二次侧的电压只能检测一相，相序无法测出，同时低电压跳闸回路无法模拟，也很难发现TV二次回路是否存在短路现象；
田湾一期的调试过程中摸索出一种新的更能模拟真实状况的升压方法。就是利用挂在中压母线上的变压器进行反升压试验，即将降压变压器当成升压变压器，合上低压厂变的馈线开关及38OV PC进线开关，将三相调压器的三相输出端直接加上380V母线上，缓慢升压，密切监视低压厂变及6kV设备，发现异常立即切除三相调压器的电源。
由以上的两种升压方法可以明显看出第二种方法的优越性：检查项目多，考验的一、二次设备也多；试验人员不会直接接触一次设备，所有一次设备都处于封闭状态，试验人员的安全得到保障；试验时间短；对试验设备限制小等。
4同期装置导前时间测试方法的改进.
同期装置导前时间就是从同期装置发出合闸命令到断路器实际合闸之间的一段时间，一般在10Oms以内，由于这一时间的存在，就必须要求同期装置不能在相角差为零的时刻发出合闸脉冲，而是在此前的一定时间时发出，这样才能保证并网时刻，发电机与系统处于同相位，减小对系统的冲击及对机组的影响[8]。
同期装置的导前时间测试一般是通过录波方式测出，就是将发电机开关的辅助接点、同期装置的合闸命令、系统与发电机的差压信号接入到录波仪，通过录波可以确定同期导前时间，如下图4所示，如果同期装置的合闸命令直接接到发电机开关的合闸回路，则可以直接用发电机开关的合闸时间作为同期装置的导前时间。
由图中所示，可以看出测出的导前时间是98ms左右，按道理断路器的导前时间应该整定为98ms即可，但当查阅发电机断路器的试验报告时，发现其合闸时间只有67ms，这是什么原因造成的呢？分析后估计是发电机断路器的辅助触头与其一次触头的合闸在时间上不一致造成，因此为了得到实际的同期导前时间，必须对原测量方法做改进。
既然己经初步分析出断路器的辅助触头与一次触头不能同时合闸，那么就不能用发电机断路器的二次触头代替一次触头计算同期导前时间，而应该引出其一次触头的触点进行测试，以下就是利用一次触头录波的几组波形，其中可以看出从合闸命令发出到发电机断路器实际合上的时间是68ms，这与发电机断路器的试验报告不谋而合，而且几组数据非常稳定，因此可以看出以前的同期装置的导前合闸时间测试方法存在不合理的地方。
由上面的分析比较可以肯定的说，以前测试同期装置导前时间的方法不完善，存在很大的安全隐患，经常会造成发电机开关的实际不同期合闸，这对机组和系统的安全运行都会产生影响，而新的测试方法就可以弥补弊端，准确的找到发电机开关真正的合闸时间，所以这种方法可以完全替代原来的测试方法。
以上介绍的调试新方法经过在田湾一期调试现场的应用，效果非常明显，首先工作效率得到很大的提高，调试进度得到提前；其次，机组的安全运行性能得到了更大的提高，比如通过一些模拟方法事先对装置及设备的性能进行考验，这样就可以保證机组及系统的正常试运行。
参考文献：
[1] 孙大伟.大型火电机组整套启动电气试验探讨[J].宁夏电力，2012（2）：34-37
[2] 牛利涛，肖桂霞，兀鹏越，何信林.大型发电机组整套启动过程中继电保护策略探讨[J].电力建设，2013，34（7）
[3] 黄旭东.变压器一次通流试验及弱小电流的测量方法[J].上海电力，2009（2）.
[4] DL596-1996T 电力设备预防性试验规程
[5] GB50150-91 电气安装工程电气设备交接试验标准 1992年7月.
[6] 欧阳帆，肖俊先，曾方，李燕飞，邹晓虎.利用厂用电源进行发电机一次通流试验及检验方法改进[J].湖南电力，2012，32（4）：1-4
[7] 温壮，费玉琢.厂用中压母线升压试验新方法的研究[J].科技转让集锦，2012（16）：71-71
[8] 鲁文军，刘觉民.同期装置导前时间误差分析[J].电力自动化设备，2012，32（1）：112-115..