摘要：辅助高压电锅炉危急遮断系统是作为10kV高压电锅炉的核心保护手段，其由软、硬两回路组成，硬件切断电源，软件复位指令，其中硬回路保护又是危急遮断保护系统最可靠的、最重要的后备遮断手段。
关键词：危急遮断；辅助高压电锅炉；分析诊断
引言
辅助高压电锅炉作为大型核电厂启动初期以及停机状态下提供辅助蒸汽的重要设备，在核电的启停过程起到了至关重要的作用，在对辅助高压电锅炉的保护措施中，危急遮断系统是对辅助高压电锅炉的最可靠保证。从辅助高压电锅炉的危急遮断系统组成和原理、调试过程问题发现、故障分析以及分析诊断有效解决等方面进行介绍。
1.辅助高压电锅炉的危急遮断系统：
1.1辅助高压电锅炉危急遮断保护的组成：
辅助高压电锅炉的危急遮断系统主要由西门子S7-400 的PLC、ZB4BS844紧急停炉按钮（S1），XPSAC安全继电器（K100），ZB4BW313复位按钮S2、GV3-ME80马达保护开关（F1…F10），LC1-D80P7三极接触器（K1…K10），CAD32P7辅助继电器（K101、K102）、小型断路器（F11）等设备组成。危急情况下，通过紧急停炉按钮S1直接切断安全继电器K100，使得三极接触器全部断电，以达到切断运行设备的供电电源，安全停运辅助高压电锅炉。
1.2 辅助高压电锅炉的危急遮断系统原理：
辅助高压电锅炉的危急遮断系统主要的设计思路为：硬回路切断电源，软件回路复位指令的控制思路，即使在最恶劣的条件下，硬件切断电源作为最后的保障也可以安全可靠的保证高压电锅炉安全顺利停机。
在正常运行的条件下，安全继电器K100带电，此继电器的辅助触点连通电源（220VAC）为三极接触器供电，在满足安全继电器带电的条件下，手动点击复位按钮S2，使得安全继电器K100带电，三极接触器控制回路带电，通过PLC发出对循环水泵、给水泵、加热器、加药泵以及10kV高压电极开关的启动合闸指令之后，设备正常运行。在锅炉发生不可抗拒以及危急设备以及人生安全，不允许手动依次停止相应运行设备的条件下，需要启动危急遮断控制系统，即手动操作危急遮断按钮进行紧急停炉。需要运行人员手动操作控制盘柜的紧急停炉按钮发出停运指令，使得安全继电器迅速断开，迫使三极接触器的供电电源迅速切断，
同时三极接触器的辅助触点将设备停运的反馈信号输送至PLC控制系统，在PLC系统接受不到设备运行反馈信号之后，复位设备启动运行指令，从而断开输出继电器，最终设备达到安全稳定状态。在故障处理完成重新恢复系统之后，需要重新从安全稳定状态启动系统，不会出现设备非正常启动情况。
2.试验过程问题发现：
在进行危急遮断试验时，通过PLC系统正常启动循环水泵、给水泵、加热器、加药泵以及冷却风机，运行正常后，手动按下紧急停机按钮，危急遮断控制回路中的安全继电器K100断开，检测到触点输出电压值为0V，但是检查运行设备的三极接触器（K1…K10）仍然处于励磁状态，三极接触器（K1…K10）的供电电压为220VAC。
通过对现场危急遮断控制系统的试验过程中存在的问题：
根据辅助高压电锅炉危急遮断设计，在按下紧急停机按钮之后，安全继电器K100的线圈失磁，断开对循环水泵、给水泵、加热器、加药泵等运行设备的三极接触器的供电电源，设备停运之后，传输给PLC控制系统已停运的反馈信号，通过PLC逻辑判断，复位循环水泵、给水泵、加热器、加药泵等设备的输出指令信号以达到安全状态。试验后显示为三极接触器的供电电源未断开，PLC系统未收到停运反馈，指令信号未复位。
3.故障诊断与分析：
通过试验结果得知，安全继电器K100的输出已切断控制回路，给水泵、加热器、加药泵以及冷却风机的三极接触器（K1…K10）存在供电电压，说明三极接触器的供电电压与安全继电器K100的控制回路为两个不同回路。在安全继电器K100处于断开状态的条件下，逐一的断开220VAC小型的断路器，并同时测量三极接触器的供电电源，通过试验发现三极接触器的供电电源为220VAC（M1）。而220VAC（M1）电源为系统总供电电源，安全继电器K100失磁之后不会断开220VAC（M1），断开的为220VAC（M2）。下图1为危急遮断控制电源回路仪控接线图。
图1 危急遮断控制电源回路仪控接线图
通过上图图1可以分析得知，对于接触器的控制电源不但连接控制电源220VAC（M1）也同时连接控制电源220VAC（M2），经试验与对照设计图纸分析之后，确认危急遮断控制电源，连接到总电源220VAC，无法正常断开。同时在断开连接至220VAC（M1）电源之后发现对10kV开关无法输出紧急的分闸指令。
通过图1的危急遮断控制电源回路仪控接线图中10kV开关分合闸控制回路可知，在更改了220VAC控制回路之后会出现在按下紧急停机按钮之后，致使合闸继电器K101失磁，监测220VAC（M2）电源继电器失磁之后无法输出分闸指令，经分析可以有两种选择一种为更改10kV开关的合闸反馈继电器K101的电源更改为220VAC（M1），另一种为将监测220VAC（M2）电源继电器的常闭点直接输出到10kV开关控制柜。第二种存在机组没有处于备用状态（即安全继电器K100没有励磁的条件下，仍然输出分闸指令）。因此根据分析诊断之后将图纸设计变更为将循环水泵、给水泵、加热器、加药泵等设备的三极接触器的供电电源通过安全继电器K100进行控制。而10kV开关的合闸反馈辅助继电器的供电电源更改为220VAC（M1）。
通过设计更改之后，再次进行危急遮断试验在马达开关F1..F10合闸之后，复位安全保护继电器K100之后，检查危急遮断系统相关设备正常运行，10KV高压电极开关在试验位已合闸，在手动打闸S1之后，K100继电器失电，辅助触电测量电压值为0V，运行设备的三极接触器K1…K10断电，通过PLC逻辑控制复位相关设备的指令，10KV高压电极开关正常发出分闸指令（短信号控制），危急遮断系统试验成功。
4.结论：
在对大型核电的辅助高压电锅炉危急遮断系统的调试中，对危急遮断系统的试验中发现危急遮断控制电源以及10KV高压电极开关分闸指令的设计问题之后，及时的协商沟通厂家更改设计，通过不断的试验以及对设计的研究已将危急遮断系统控制电源问题已经完善设计并试验成功。通过对辅助高压电锅炉危急遮断系统的调试使得辅助高压电锅炉的危急保护装置更加可靠、更加安全，并且危急遮断系统通过硬件切断电源，软件复位指令的设计思路也是在后期的调试设计的过程给予我们更加广阔的设计思想。
参考文献：
[1] 王志祥主编。热工保护与顺序控制[M]。北京：水利电力出版社，1995
[2] 焦宏波；窦红霞；火电厂典型热工保护误动的原因分析与改进[J]；电力安全技术；2011年03期
[3] 王付生。电厂热工自动控制与保护[M]。北京：中国电力出版社，2005
作者简介：
席明伟（1983-），男，工程师，主要从事核电、火电厂以及抽水蓄能热工调试工作。
论文作者:席明伟1,杨锋1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：危急论文; 接触器论文; 电锅炉论文; 继电器论文; 电源论文; 遮断论文; 高压论文; 《电力设备》2017年第27期论文;