2023年2月电工技术学报Vol.38No.3第38卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211667核电站控制棒电源系统发电机失磁故障解析肖项涛1郝亮亮1梁郑秋1何鹏2吴鹏飞3（1.北京交通大学电气工程学院北京1000442.辽宁红沿河核电有限公司大连1160013.阳江核电有限公司阳江529599）摘要核电站控制棒电源（简称棒控电源）是控制棒驱动机构的唯一供电系统，确保该系统的安全可靠运行对提高核电站安全性具有重大意义。实际运行的棒控电源系统中发电机的失磁保护判据原理简单，现场发生了多起失磁保护失配事件，且棒控电源系统中发电机的运行状态不同于常规并网发电机；为了有效解决失磁保护失配问题，需对棒控电源系统中发电机的失磁故障进行重新解析。首先，根据转差率和功角特点将失磁发展历程划分为等功角阶段、异步运行阶段和周期异步运行阶段；其次，以发电机等效电路及相量图为基础，以q轴电动势为切入点，结合发电机基本方程，由各阶段q轴电动势的变化解析得到各电气量稳态表达式；最后，通过实际机组的失磁实验数据以及基于PSCAD平台的失磁故障仿真，全面验证了解析结果的正确性。该文给出的失磁故障解析过程为棒控电源系统发电机失磁保护方案的制定奠定了理论基础。关键词：核电站控制棒电源系统发电机失磁故障解析故障分段中图分类号：TM3410引言核电站控制棒驱动机构电源系统（简称棒控电源）是控制棒驱动机构唯一的电源系统，棒控电源系统采取百分百冗余配置方案，由两列参数及保护配置完全相同的电动机-发电机组构成，正常工作时两列机组并列运行[1]。完整的棒控电源系统结构如图1所示，分为上游供电部分、旋转异步电机（RotatingAsynchronousMachine,RAM）系统及下游负荷部分。上游供电部分由核电站主发电机经分裂变压器和降压变压器产生380V线电压带动异步电图1完整棒控电源系统结构图Fig.1Completestructureofcontrolrodpowersystem动机；RAM系统由笼型异步电动机经过飞轮质量块拖动隐极发电机，产生线电压供给下游负荷。RAM系统出口母线经半桥整流，给控制棒驱动机构各类工作线圈供电。由于对RAM系统发电机的失磁过程认识不清，工程实际中仅采用简单的转子低电流作为保护判据，导致现场发生多起保护失去选择性而误动的事件。如2019年11月14日，某百万kW级核电站并列运行的RAM系统中一列机组因故障导致失磁，进而造成正常列过电流。由于当前采用的转子低电流判据适用性存在问题，使得正...
