三门核电配置SIMOCODE的MCC抽屉误合现象分析及处理论文_戴明县

(中核集团三门核电有限公司 浙江三门 317112)

摘要:针对三门核电配置SIMOCODE的MCC抽屉误合现象进行分析,分别从SIMOCODE原理、MCC抽屉误合现象描述、SIMOCODE内部逻辑设置、原因分析等方面进行讨论,找出MCC抽屉误合现象的原因,并给出解决方法。

关键词:SIMOCODE;MCC抽屉

引言

传统的电动机保护与控制,普遍采取“断路器+接触器+热继电器”的硬件配置,通过硬接线与远程控制站进行指令和信号的交换。核电站拥有众多的低压电机类负荷,若采用传统电动机保护和控制方式将带来大量的接线,不但造成设备安装、调试工作增加,而且也引入了大量的故障隐患,不利于系统的安全和稳定运行。三门核电采用SIMOCODE电动机保护与控制方式,SIMOCODE是一款灵活智能的电机管理控制系统,单独的SIMOCODE系统就可实现电动机保护、控制、监视及信号处理功能。本文主要介绍三门核电配置SIMOCODE的MCC(Motor Control Center电机控制中心)抽屉误合现象的分析及处理情况。

1 SIMOCODE原理

三门核电1、2号机组的核岛、常规岛电机控制中心普遍采用SIMOCODE,用于给电动机、电动执行机构、充电器、加热器及照明盘等负荷供电,通过SIMOCODE可实现对负荷的保护和控制。SIMOCODE典型的硬件配置包括一个基本单元(Basic Unit,以下简称BU)、一个电流测量模块和一个操作员面板(如图1所示)。在此基础上,可以根据需要扩展若干个数字量和模拟量模块。

Q1—断路器;K1—接触器;M—电机;IN1、IN2-BU输入口1、2;OUT1—BU输出口1;

L1、L2、L3—电源;A1、A2-24V电源端子;T1、T2-热敏电阻端子

图1 SIMOCODE 电机保护控制方式

基本单元类似于一个小型PLC,拥有4个输入口(IN1~IN4)和3个输出口(接触器控件OUT1~OUT3),通过输入口采集控制数据,经BU内部分析、处理后,实现对各输出口连接设备的控制。同时,BU实时接收来自电流测量模块的主回路电流信号,采集的电流信号与预先设置好的保护整定值相比较,其运算结果用以控制接触器控件的状态,实现对负载的过载、相不平衡以及堵转等保护。

配置SIMOCODE的MCC抽屉,除SIMOCODE保护功能外,可以通过SIMOCODE装置以外的硬件(断路器、继电器)和硬接线实现外部保护功能,其脱扣响应由机械部件或硬接线逻辑实现,SIMOCODE的外部保护组态仅局限于实现外部保护故障信号上传的功能。

2 MCC误合现象描述

对配置SIMOCODE的MCC抽屉单元进行单体调试时,在零序CT侧通入一次故障电流模拟接地故障时,接地故障继电器G11动作导致断路器、接触器相继跳闸,复位故障后接触器突然自动吸合,属于非预期合闸,后续调试中普遍发现类似问题。在设备运行阶段,就地控制类外部保护动作(断路器热磁脱扣、接地故障脱扣)时将会存在以下问题:

当断路器保护或接地保护动作时,断路器、接触器相继跳闸,在直接操作抽屉手柄时,将导致接触器合分闸跳变这一异常响应,过程如下:

(1)将抽屉手柄旋到分闸位置时,接触器保持分闸状态,分闸指示灯绿灯亮;

(2)将抽屉手柄旋到试验位置时,接触器突然自动合闸,合闸指示灯红灯亮;

(3)将抽屉手柄旋到移动位置时,接触器再次分闸,分闸指示灯绿灯亮;

(4)抽出抽屉时,24VDC控制电源断电,接地故障复位,将抽屉推入工作位,操作抽屉手柄合闸断路器,接触器将保持分闸。

3 MCC误合现象原因及后果分析

3.1 SIMOCODE内部逻辑及原因分析

对于三门核电现场SIMOCODE控制功能合闸命令ON选项均为保持命令形式,解除该保持命令的唯一是OFF指令。当220V控制回路掉电后,SIMOCODE模块OUT1输出口依然保持闭合状态,故当RY2接地继电器动作跳开断路器和接触器后,这时只要操作手柄扳到试验位置或是工作位置,接触器立即吸合。因此,可以将RY2的外部故障信号设置为跳闸信号后,RY2动作后便可跳开断路器和接触器,为了避免接触器的优先断开,可以设置一定的动作延时,其延时的触发信号可以是RY2或断路器的辅助触点。

当RY2的外部故障信号设置为跳闸信号后,当有短路接地故障时,RY2将同时开出2路信号(如图2所示),一路通过G11(RY2)的13、14触点闭合直接动作于断路器脱扣线圈,另一路通过G11(RY2)的10、11触点闭合传到RY1基本模块。根据现场试验反复论证得出RY2动作后断路器分闸时间为64.2-95.7ms之间,接触器分闸时间也约为80ms左右,这将很有可能造成接触器承受短路电流分断。因此SIMOCODE内部逻辑设置RY2动作于断路器脱扣线圈使断路器优先跳闸是正确的,即当断路器断开后,接触器将通过断路器的辅助触点的翻转再断开。而RY2动作后另一路上传到RY1基本单元模块的信号只会使BU模块产生报警而已,并不会改变OUT1输出口的状态。因此将RY1的辅助电源断开或将控制开关旋转到STOP位置后,SIMOCODE模块OUT1输出口将复位,MCC能正常合闸。

3.2 MCC误合的后果

接地故障继电器RY2动作跳开断路器后,接触器也立马分闸,此时若紧急闭合断路器,将会出现开关的非预期合闸,极易导致相关设备人员触电。而将抽屉手柄打至移入移出位置准备抽出时,抽屉手柄在经过试验位置时会出现合闸情况,非预期的响应将导致操作人员手足无措。

另外,当断路器保护或接地保护动作时,断路器、接触器相继跳闸,指示灯指示分闸,但主控室将一直监测到“ON状态”信号,此时接触器状态监视失效。由于就地控制类的“ON状态”不用于连锁信号,失效期间不会直接带来其他后果。

52A—断路器;42—接触器;43-远方/就地控制开关;1-接触器启停旋钮;M—电机;IN1、IN2、IN3、IN4-BU输入口1、2、 3、4;OUT1、OUT2、OUT3—BU输出口1、2、3;L1、L2、L3—电源;A1、A2-24V电源端子;RY2(G11)-接地故障继电器;GFCT- 零序电流互感器;R、G-指示灯;S1-试验位触点

图2 配置SIMOCODE的MCC回路图

4 结论

通过分析和验证,确定了接地故障继电器RY2动作跳开断路器和接触器后MCC误合的原因,并为今后的调试维修及运行人员提供一个很好的经验反馈。当配置SIMOCODE模块的MCC接地故障动作跳开断路器后,手柄仍在合闸,指示灯为分闸状态时,此时应先将控制开关旋转到STOP解除合闸保持指令,再将手柄旋转至移入移出位置,然后拉出MCC,避免接触器的非预期合闸。

5 结束语

本文通过对配置SIMOCODE的MCC抽屉误合现象的分析,指出SIMOCODE基本单元在START命令未解除的情况下合闸断路器的同时,将会引起接触器的非预期合闸。为此,在今后同类型设备的调试和维护中,需加强对工作人员的技能培训,以减少类似非预期误合闸现象的发生。

参考文献:

[1]顾军.AP1000核电厂系统与设备[M].北京:原子能出版社,2010

[2]SIEMWNS.SIMOCODE PRO系统手册,西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团,2006,4-13

作者简介:

戴明县(1991-),从事低压配电、直流和UPS设备的调试及维护工作。

论文作者:戴明县

论文发表刊物:《河南电力》2018年13期

论文发表时间:2018/12/27

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