核电厂中压电动机保护装置简介及调试

核电厂中压电动机保护装置简介及调试

何洋赵江周俊【摘要】对于核电厂中压电动机保护目前使用的多为可靠性较高的SPAM150C综合保护继电器，本文对该保护的调试方法及调试过程中的注意事项进行阐述以达到正确实现电动机保护的目的。【关键词】中压电动机；SPAM150C；热过载；相不平衡1核电厂中压电动机概述核电厂中压电动机采用6.0kV电压等级，其功率多为200kW及以上。核电厂中压电动机所带的泵或风机等负荷大多数涉及到核电机组电能的正常生产，有些负荷属于核电厂专设安全常用设备，用来防止、限制、减少放射性物质的泄漏，所以保障中压电动机的可用性至关重要。中压电动机的电气保护装置主要为SPAM150C，保护装置连续测量装置的三相电流及中性点电流，根据所测量的值计算电动机热的状态，检测网络状态故障，提供报警信号或使断路器跳闸。SPAM150C的保护功能包括热过负荷单元、启动监测单元、高整定过流单元、接地故障单元、相不平衡单元、不正确相序单元以及低电流单元，可以对电动机的各类故障进行保护。2保护装置调试SPAM150C继电器的校验项目包括对热过载单元、高定值单元、启动监视单元、相电流不平衡单元以及接地故障单元的校验。其中热过载单元主要校验6倍热过载时间，高定值单元主要校验其动作电流和动作时间，启动监视单元主要监视其启动电流及其动作时间，相不平衡单元校验在整定的不平衡度相电流下的动作时间以及在逆相序下继电器的动作时间，接地故障单元校验其动作电流及其动作时间。2.1热过载单元热过载单元校验之前需先向保护装置输入设定值：满负荷电流、负荷权重P、报警水平θa、禁止再起动水平θi以及冷却时间常数Kc，同时还须将控制字SGF5设置为0，因为在做试验时是分相做的，将产生不平衡电流，相不平衡单元将误动。t6x即为输入电流为6倍Iθ时保护装置的动作时间。用继电保护测试仪输出6倍Iθ电流，测量保护装置的动作时间，如Iθ=0.76，则试验时输入的电流为4.56，三相依次验证其动作时间。在试验过程中，可以看到保护装置上的报警指示信息依次显示3、1、2，其含义分别为热再启动禁止级被超过，启动时间计数器满或外部禁止信号被激活、热量值已超过设定的优先报警级、热元件已跳闸。再启动禁止节点74-75作为电动机再启动回路中的一个节点，当SG4/2设置为0且没有再启动禁止信号，则该节点导通，再启动回路导通，允许电机再启动，当有再启动禁止信号时则该节点断开，不允许电机再启动。在试验时需注意：每做完一次必须将继电器重置一次（方法：将综保断电→同时按下综保上的“RESETSTEP”和“PROGRAM”键并保持按下→给综保上电→装置开始自检后松开“RESETSTEP”和“PROGRAM”键）以强制清除热继电器的热积累。2.2高定值单元在进行高定值单元之前需将启动监视单元中的启动电流IS的整定值调大以防在进行高定值过流试验时误动（一般启动监视电流为4倍In左右，而高定值单元的动作电流为7倍In左右）。如果定值为7.12，则其动作电流为7.12A（In一般为1A），该试验的误差要求动作电流≤±3%，动作时间≤±4%。2.3启动监视单元进行启动监视单元校验之前应先恢复之前更改的启动电流IS的整定值。在定值中SG4=4，说明在启动监视单元中IS级的起动信号直接发送到输出SS1，即继电器D，同时也说明启动情况被定义为该处相电流从一个少于0.12数值在少于60ms之内增加到超过1.5的数值，当相电流在多于100ms时间内相电流跌到小于1.25时启动情况终止。该试验的试验方法采用定时限校验动作电流，反时限校验动作时间（定时限或反时限是由控制字SGF7决定的，整定值表中该控制字为1，即采用热应力监测方式，决定于IS2×ts；但在做试验时需先将该控制字改为0，即采用定时过流方式监测，决定于IS和ts）。完成动作电流的校验后在测量动作时间时，其测试仪输出的电流必须严格按照动作电流的大小来，如三相动作电流Is分别为4.54、4.57、4.56，则在做三相动作时间时必须用继电保护测试仪依次对三相输入4.54、4.57、4.56A然后测试其动作时间。2.4相不平衡单元试验前须将控制字SGF5定义为1，即投入该保护功能，在前述的试验中均为分相试验，为防止相不平衡单元误动，所以未将该保护功能投入。该试验的主要目的是验证在整定的相电流不平衡度下的动作时间，不平衡度？驻I=100%×（ILmax-ILmin）/ILmax，例如相不平衡单元的整定值I△为20%IL，所以在试验时可设置保护测试仪的三相输出分别为0.8、1、1三相不平衡度可通过保护装置上的寄存器5来读取，若三相不平衡度偏离20%，则需要调整三相输出电流后重新做，直至其不平衡度为20%，然后测量在该不平衡度下的动作时间。该保护的动作时间标准是根据说明书中给定的曲线确定，分别由不平衡度和t△确定（t△为基本动作时间：可整定的最低启动值10%的动作时间）。2.5逆相序保护逆相序保护的动作时间可接相不平衡单元后校验，试验时用继电保护测试仪输出三相1A电流，其相角设置为0°、120°、-120°（正常相序为0°、-120°、120°，即交换了B、C两相的相位），逆相序的动作时间要求小于600ms，一般其动作时间为500～600ms。2.6接地故障单元接地故障的动作电流整定值为额定电流的百分比，一般其整定电流为0.2A，整定时间为0.05s（小于75ms即可），在校验其动作时间时，如果继电保护测试仪的输出为0.2A，则动作时间可能较长，有时甚至超过0.1s，不满足要求，为使其动作时间减小，可将输出电流调大一些，其动作时间大约在50～70ms之间。在做该试验前不仅需要改电流的输入端子，还需更改继电保护测试仪的返回接点，在之前的所有试验中选取TS2：65-66作为返回接点，而在该试验中选取SS2：80-81作为返回接点（在SPAM150C保护中，除接地故障保护动作出口可通过SGR1/8选择是否作用于跳闸外，其他保护动作后均作用于跳闸继电器TS2）。3结束语核电厂中压电动机的保护与核电厂的安全稳定运行息息相关，正确的调试方法能够保证各保护功能的正确实现。在调试热过载单元、启动监视单元以及相不平衡单元时的部分步骤没有正确操作将影响试验结果，通过本文对各保护单元调试步骤的详细阐述可以在后续的机组大修保护校验时进行参考，保证电