核電廠中壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置簡介及調(diào)試

何洋　趙江　周俊

【摘 要】對于核電廠中壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)目前使用的多為可靠性較高的SPAM150C綜合保護(hù)繼電器，本文對該保護(hù)的調(diào)試方法及調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述以達(dá)到正確實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的目的。

【關(guān)鍵詞】中壓電動(dòng)機(jī)；SPAM150C；熱過載；相不平衡

1 核電廠中壓電動(dòng)機(jī)概述

核電廠中壓電動(dòng)機(jī)采用6.0kV電壓等級(jí)，其功率多為200kW及以上。核電廠中壓電動(dòng)機(jī)所帶的泵或風(fēng)機(jī)等負(fù)荷大多數(shù)涉及到核電機(jī)組電能的正常生產(chǎn)，有些負(fù)荷屬于核電廠專設(shè)安全常用設(shè)備，用來防止、限制、減少放射性物質(zhì)的泄漏，所以保障中壓電動(dòng)機(jī)的可用性至關(guān)重要。

中壓電動(dòng)機(jī)的電氣保護(hù)裝置主要為SPAM150C，保護(hù)裝置連續(xù)測量裝置的三相電流及中性點(diǎn)電流，根據(jù)所測量的值計(jì)算電動(dòng)機(jī)熱的狀態(tài)，檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)故障，提供報(bào)警信號(hào)或使斷路器跳閘。SPAM150C的保護(hù)功能包括熱過負(fù)荷單元、啟動(dòng)監(jiān)測單元、高整定過流單元、接地故障單元、相不平衡單元、不正確相序單元以及低電流單元，可以對電動(dòng)機(jī)的各類故障進(jìn)行保護(hù)。

2 保護(hù)裝置調(diào)試

SPAM150C繼電器的校驗(yàn)項(xiàng)目包括對熱過載單元、高定值單元、啟動(dòng)監(jiān)視單元、相電流不平衡單元以及接地故障單元的校驗(yàn)。其中熱過載單元主要校驗(yàn)6倍熱過載時(shí)間，高定值單元主要校驗(yàn)其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間，啟動(dòng)監(jiān)視單元主要監(jiān)視其啟動(dòng)電流及其動(dòng)作時(shí)間，相不平衡單元校驗(yàn)在整定的不平衡度相電流下的動(dòng)作時(shí)間以及在逆相序下繼電器的動(dòng)作時(shí)間，接地故障單元校驗(yàn)其動(dòng)作電流及其動(dòng)作時(shí)間。

2.1 熱過載單元

熱過載單元校驗(yàn)之前需先向保護(hù)裝置輸入設(shè)定值：滿負(fù)荷電流、負(fù)荷權(quán)重P、報(bào)警水平θa、禁止再起動(dòng)水平θi以及冷卻時(shí)間常數(shù)Kc，同時(shí)還須將控制字SGF5設(shè)置為0，因?yàn)樵谧鲈囼?yàn)時(shí)是分相做的，將產(chǎn)生不平衡電流，相不平衡單元將誤動(dòng)。

t6x即為輸入電流為6倍Iθ時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間。用繼電保護(hù)測試儀輸出6倍Iθ電流，測量保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間，如Iθ=0.76，則試驗(yàn)時(shí)輸入的電流為4.56，三相依次驗(yàn)證其動(dòng)作時(shí)間。在試驗(yàn)過程中，可以看到保護(hù)裝置上的報(bào)警指示信息依次顯示3、1、2，其含義分別為熱再啟動(dòng)禁止級(jí)被超過，啟動(dòng)時(shí)間計(jì)數(shù)器滿或外部禁止信號(hào)被激活、熱量值已超過設(shè)定的優(yōu)先報(bào)警級(jí)、熱元件已跳閘。

再啟動(dòng)禁止節(jié)點(diǎn)74-75作為電動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)回路中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)SG4/2設(shè)置為0且沒有再啟動(dòng)禁止信號(hào)，則該節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通，再啟動(dòng)回路導(dǎo)通，允許電機(jī)再啟動(dòng)，當(dāng)有再啟動(dòng)禁止信號(hào)時(shí)則該節(jié)點(diǎn)斷開，不允許電機(jī)再啟動(dòng)。

在試驗(yàn)時(shí)需注意：每做完一次必須將繼電器重置一次（方法：將綜保斷電→同時(shí)按下綜保上的“RESET STEP”和“PROGRAM”鍵并保持按下→給綜保上電→裝置開始自檢后松開“RESET STEP”和“PROGRAM”鍵）以強(qiáng)制清除熱繼電器的熱積累。

2.2 高定值單元

在進(jìn)行高定值單元之前需將啟動(dòng)監(jiān)視單元中的啟動(dòng)電流IS的整定值調(diào)大以防在進(jìn)行高定值過流試驗(yàn)時(shí)誤動(dòng)（一般啟動(dòng)監(jiān)視電流為4倍In左右，而高定值單元的動(dòng)作電流為7倍In左右）。如果定值為7.12，則其動(dòng)作電流為7.12A（In一般為1A），該試驗(yàn)的誤差要求動(dòng)作電流≤±3%，動(dòng)作時(shí)間≤±4%。

2.3 啟動(dòng)監(jiān)視單元

進(jìn)行啟動(dòng)監(jiān)視單元校驗(yàn)之前應(yīng)先恢復(fù)之前更改的啟動(dòng)電流IS的整定值。在定值中SG4=4，說明在啟動(dòng)監(jiān)視單元中IS級(jí)的起動(dòng)信號(hào)直接發(fā)送到輸出SS1，即繼電器D，同時(shí)也說明啟動(dòng)情況被定義為該處相電流從一個(gè)少于0.12數(shù)值在少于60ms之內(nèi)增加到超過1.5的數(shù)值，當(dāng)相電流在多于100ms時(shí)間內(nèi)相電流跌到小于1.25時(shí)啟動(dòng)情況終止。

該試驗(yàn)的試驗(yàn)方法采用定時(shí)限校驗(yàn)動(dòng)作電流，反時(shí)限校驗(yàn)動(dòng)作時(shí)間（定時(shí)限或反時(shí)限是由控制字SGF7決定的，整定值表中該控制字為1，即采用熱應(yīng)力監(jiān)測方式，決定于IS2×ts；但在做試驗(yàn)時(shí)需先將該控制字改為0，即采用定時(shí)過流方式監(jiān)測，決定于IS和ts）。

完成動(dòng)作電流的校驗(yàn)后在測量動(dòng)作時(shí)間時(shí)，其測試儀輸出的電流必須嚴(yán)格按照動(dòng)作電流的大小來，如三相動(dòng)作電流Is分別為4.54、4.57、4.56，則在做三相動(dòng)作時(shí)間時(shí)必須用繼電保護(hù)測試儀依次對三相輸入4.54、4.57、4.56A然后測試其動(dòng)作時(shí)間。

2.4 相不平衡單元

試驗(yàn)前須將控制字SGF5定義為1，即投入該保護(hù)功能，在前述的試驗(yàn)中均為分相試驗(yàn)，為防止相不平衡單元誤動(dòng)，所以未將該保護(hù)功能投入。該試驗(yàn)的主要目的是驗(yàn)證在整定的相電流不平衡度下的動(dòng)作時(shí)間，不平衡度？駐I=100%×（ILmax-ILmin）/ILmax，例如相不平衡單元的整定值I△為20%IL，所以在試驗(yàn)時(shí)可設(shè)置保護(hù)測試儀的三相輸出分別為0.8、1、1三相不平衡度可通過保護(hù)裝置上的寄存器5來讀取，若三相不平衡度偏離20%，則需要調(diào)整三相輸出電流后重新做，直至其不平衡度為20%，然后測量在該不平衡度下的動(dòng)作時(shí)間。該保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)說明書中給定的曲線確定，分別由不平衡度和t△確定（t△為基本動(dòng)作時(shí)間：可整定的最低啟動(dòng)值10%的動(dòng)作時(shí)間）。

2.5 逆相序保護(hù)

逆相序保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可接相不平衡單元后校驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)用繼電保護(hù)測試儀輸出三相1A電流，其相角設(shè)置為0°、120°、-120°（正常相序?yàn)?°、-120°、120°，即交換了B、C兩相的相位），逆相序的動(dòng)作時(shí)間要求小于600ms，一般其動(dòng)作時(shí)間為500～600ms。

2.6 接地故障單元

接地故障的動(dòng)作電流整定值為額定電流的百分比，一般其整定電流為0.2A，整定時(shí)間為0.05s（小于75ms即可），在校驗(yàn)其動(dòng)作時(shí)間時(shí)，如果繼電保護(hù)測試儀的輸出為0.2A，則動(dòng)作時(shí)間可能較長，有時(shí)甚至超過0.1s，不滿足要求，為使其動(dòng)作時(shí)間減小，可將輸出電流調(diào)大一些，其動(dòng)作時(shí)間大約在50～70ms之間。在做該試驗(yàn)前不僅需要改電流的輸入端子，還需更改繼電保護(hù)測試儀的返回接點(diǎn)，在之前的所有試驗(yàn)中選取TS2：65-66作為返回接點(diǎn)，而在該試驗(yàn)中選取SS2：80-81作為返回接點(diǎn)（在SPAM150C保護(hù)中，除接地故障保護(hù)動(dòng)作出口可通過SGR1/8選擇是否作用于跳閘外，其他保護(hù)動(dòng)作后均作用于跳閘繼電器TS2）。

3 結(jié)束語

核電廠中壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行息息相關(guān)，正確的調(diào)試方法能夠保證各保護(hù)功能的正確實(shí)現(xiàn)。在調(diào)試熱過載單元、啟動(dòng)監(jiān)視單元以及相不平衡單元時(shí)的部分步驟沒有正確操作將影響試驗(yàn)結(jié)果，通過本文對各保護(hù)單元調(diào)試步驟的詳細(xì)闡述可以在后續(xù)的機(jī)組大修保護(hù)校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行參考，保證電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能的正確實(shí)現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]