Development of a false alarm free, Advanced Loose Parts Monitoring System (ALPS)

An Advanced Loose Parts Monitoring System (its acronym is ALPS) has been developed and installed on each unit of the Paks Nuclear Power Plant, Hungary. ALPS uses sophisticated methods to identify the events hidden in the quite extensive background noise of nuclear power plants. A classification algorithm based on an expert system, which is trained during the start-up period of each fuel cycle, helps to improve the false alarm rate. Thus the false alarm rate was reduced to a minimum, statistically below 1%. In practice, even the remaining “false alarms” were identified to be originating from other noise sources using ALPS. The main principles of ALPS are presented. It is demonstrated, that even weak signals, comparable with the resolution of the analog-digital board, i.e. comparable with detection noises, can be identified at high certainty. Other events like vibration of the shaft of motor operated isolating valves have been identified by ALPS. Furthermore, experiences gained during the installation period are also discussed.     

MOV在不同介质中的雷电冲击特性

为较好实现MOV内部过电压新保护方法,试验研究了MOV在空气、变压器油和液氮3种绝缘介质中的雷电冲击响应特性,进一步运用ANSYS有限元软件仿真分析了液氮介质中MOV在遭受雷击时的热特性。试验结果表明,MOV在多种介质中有效限制了雷击过电压,利于保护并联于MOV后的设备器件,其中以液氮介质中限压效果最好,平均低于空气介质中约200V;ANSYS仿真结果表明,在MOV与液氮的接触面上存在局部气化并产生气泡的可能性,严重威胁到液氮绝缘介质的电击穿强度,基于此讨论了改善MOV表面热梯度分布,提出了避免液氮局部气化的方法,为MOV应用于超导设备内保护提供了参考。     

特快速暂态过电压作用下变压器绕组内置MOV动态保护特性

特快速暂态过电压(VFTO)是由气体绝缘变电站开关操作产生的一种陡波前过电压,它的直接入侵会对变压器绕组的纵绝缘造成极大危害.本文通过理论分析、数值计算和实际测量研究了VFTO作用下变压器绕组并联MOV的保护特性.本文首先建立了变压器绕组的多导体传输线模型(MTLs),推导了基于时域有限差分法(FDTD)的求解迭代公式,通过应用矢量匹配法逼近传输线频变阻抗,解决了时域有限差分法难以处理参数频变效应的问题.然后,建立了变压器绕组并联MOV的多导体传输线模型,并推导了基于FDTD求解该模型的迭代公式.最后,研究了一个连续式变压器绕组模型,测量并计算了该模型在VFTO作用下并联MOV前后的电位分布.对测量结果与计算结果的分析和比较不仅验证了所采用的计算模型和计算方法的正确性,同时也证明了在VFTO作用下用MOV保护变压器绕组的可行性.     

固定式串联补偿装置在江苏500kV系统中的运行

介绍了江苏三堡500kV固定式串联补偿装置的主要一次元件和技术性能、串补装置继电保护的设置、人工接地试验以及装置的运行。     

超导磁体脉冲冲击下MOV的破坏特性微观分析

为了将氧化锌电阻阀片(MOV)用于超导磁体的保护,研究了MOV在高温超导磁体产生的脉冲下的冲击破坏过程中的电气特性变化;还通过破坏后MOV的金相分析、SEM微观分析以及成分分析,研究了MOV破坏前后的微观特性的变化;最后讨论了MOV在超导磁体脉冲破坏下的机理,并针对MOV用于在超导磁体保护提出了改进建议,认为保护用阀片应该采取低压大通流氧化锌压敏陶瓷材料,且应该在配方确定的基础上,探索先进的工艺技术改善阀片的性能。     

基于改进RL模型的串联补偿线路单相接地 故障测距新算法

基于RL模型算法的测距式继电器是我国最早开发成功并获得广泛应用的微机线路保护继电器,但其直接应用在串联电容补偿线路中具有一定的局限性。基于此,针对常见的单相接地故障类型,给出了一种基于改进RL模型的串联补偿线路故障测距算法。该算法考虑了故障过程中MOV动作及串联电容对线路实际阻抗值的影响。与传统的串联补偿线路故障定位方法相比,该算法无需判断串联补偿装置是否在故障回路中,也无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态,就能简单准确地实现串联补偿线路的故障测距。EMTDC/PSCAD和Matlab仿真计算结果表明,所提出的算法能够获得比传统算法更加准确的测距结果。     

基于双端量的串联补偿线路单相接地故障测距算法

针对串联补偿装置位于线路中间的情况,给出了一种基于双端量的串联补偿线路单相接地故障测距方法。该算法计及了故障过程中金属氧化物变阻器(MOV)的动作情况对线路实际阻抗值的影响,在无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态条件下,就能准确地实现串联补偿线路的故障测距。利用EMTDC/PSCAD和MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果验证了算法的有效性。     

不同介质中MOV小电流区特性研究

小电流区特性是金属氧化物阀片(MOV)检测和监测的基础,为监测好MOV,保证电力系统安全运行,试验研究了MOV在空气、变压器油和液氮3种介质条件下主要电气特性。结合优异降噪能力的小波和经典补偿法的试验数据分析表明油中阻性电流和全电流略小于空气中的,而液氮中的则明显小于空气中的,并得出了相应MOV的U-I特性曲线。还进一步讨论了变压器油、液氮相对于空气对MOV主要电气性能的影响及其机理。试验结论说明液氮对MOV微观肖特基势垒的作用,即宏观体现出来的电压负温度系数性质,明显强于变压器油对MOV的渗透作用,有利于MOV防老化和延长寿命。     

串联电容补偿线路的相差保护特性研究

高压输电线路上靠近串补电容处发生故障时,由于电容的补偿作用,线路两端电流、电压的相位差可能达到180°,远远超出了传统相差保护的整定值,导致保护无法判别故障。为此,作者提出一种改进算法,对故障时的暂态电流信号进行小波变换,获取暂态相位差值作为保护动作的依据,并考虑了金属氧化物变阻器不能导通时串补电容对保护性能的影响。仿真结果表明,改进算法能快速准确地判断故障区域,弥补了传统保护的缺陷,且不受串补电容补偿度、安装地点的影响,对普通线路同样适用。     

Assessment of thermal aging embrittlement in a cast stainless steel valve and its effect on the structural integrity

This paper analyzes the thermal aging embrittlement occurred in a cast stainless steel valve, which is part of the reactor water clean-up (RWCU) system of a Spanish boiling water reactor (BWR) nuclear power plant. The aim is to estimate the current and future state of the material and the corresponding structural integrity of the valve. Given that there is no data available for the experimental characterization of the material, the evolution of the mechanical properties (fracture toughness, yield stress, flow stress and Ramberg-Osgood parameters) has been estimated using the ANL procedure.With the obtained estimations, the critical crack size has been calculated using the European procedure FITNET FFS and the ASME Code.This analysis considers not only the evolution of the mechanical properties up to now but also its future evolution in case there is a life extension of the plant until year 2029.